Фамилия Валенбург — редкий для России случай немецкой фамилии, сохранившейся без русификации. Её основа — немецкое топонимическое название, образованное по модели «личное имя + -burg» (крепость, замок, укреплённый город). Первая часть, Walen-, скорее всего, восходит к древневерхненемецкому walah или welsch, что означало «чужеземец, кельт, романец» (позже — «итальянец» или «француз»). Вторая часть — классический компонент -burg, указывающий на место жительства у крепости или на происхождение из города с таким названием.

Поскольку суффикса -ов/-ев или -ин в фамилии нет, она не прошла через русскую словообразовательную модель. Это значит, что носители фамилии (или их предки) попали в Россию уже с готовой немецкой фамилией — скорее всего, в XVIII–XIX веках, в период приглашения колонистов при Екатерине II или во время обрусевших немецких династий. В немецкой ономастике фамилии на -burg типичны для южных и западных земель (Бавария, Баден-Вюртемберг, Эльзас), где много топонимов с этим окончанием.

Спорный момент — неясно, образована фамилия напрямую от конкретного города Валенбург (такой населённый пункт существует, например, в Нидерландах и в Бельгии, но не в Германии) или от прозвища «человек из Валенбурга». Второй вариант правдоподобнее: в средние века выходцы из одного места часто получали фамилию по нему, а не по названию замка. В любом случае, этимологически фамилия читается как «житель у крепости чужеземцев» или «тот, кто из Валенбурга».

В России фамилия встречается редко и не имеет массового распространения. По данным открытых источников, Валенбурги фиксируются в основном в крупных городах — Москве, Санкт-Петербурге, а также в Поволжье, где исторически селились немецкие колонисты. Сословная принадлежность предков могла быть разной: от ремесленников и фермеров до чиновников и врачей, но без конкретных генеалогических записей утверждать что-то определённо нельзя.

Сравнение с однокоренными фамилиями: в немецком пространстве есть схожие формы — Валенбургер, Валенберг, Валленбург. Разница в суффиксе -burg вместо -berg (гора) меняет значение: Валенбург — «крепость», Валенберг — «гора». Для русской среды фамилия остаётся узнаваемо иностранной, не адаптированной под местные патронимические суффиксы, что само по себе — редкое исключение среди массовых немецких фамилий в России.