Фамилия Валентёнок — редкий пример восточнославянской фамилии, построенной по белорусской или западнорусской модели. Её выдают два признака: суффикс -ёнок и ударение на последний слог. В русском языке этот суффикс (в форме -онок/-ёнок) традиционно обозначал детёныша животного или молодого человека по занятию отца: волчонок, пастушонок. В фамилиях он закрепился в значении «сын такого-то» или «младший, подмастерье». Так, Валентёнок — это буквально «сын Валента» или «маленький Валент».

Основа фамилии — личное имя Валент. Это краткая форма от полного крестильного имени Валентин (от латинского valens — «сильный, здоровый»). В народной среде имя активно сокращали: Валент, Валя, Валюта. Фамилии на -ёнок чаще всего возникали в Беларуси и на западе современной России (Смоленщина, Псковщина), где польское влияние и местные говоры поддерживали эту модель. В центральных и северных русских землях предпочли бы форму Валентинов или Валентинский.

Исходное прозвище могло относиться не только к сыну, но и к работнику или ученику человека по имени Валент. В крестьянском быту XVII–XVIII веков фамилии на -ёнок нередко давали младшим членам семьи или пришлым людям, которые «приписывались» к хозяину. Со временем это отчество застыло и передавалось уже как родовое имя.

География фамилии сегодня неширокая. Носители Валентёнок встречаются в Беларуси (особенно в Витебской и Минской областях), на западе Брянской и Смоленской областей России, единично — на Украине. Фамилия не была дворянской или купеческой: её корни — в среде крестьян и ремесленников. Документальных упоминаний о Валентёнках в старых родословных книгах нет, что типично для поздних и локальных фамилий.

Сравнение с однокоренными фамилиями проясняет картину. Валентинов — типичная русская фамилия на -ов, Валентинович — польско-белорусская форма отчества (ср. Валентинович), а Валентёнок — самая «младшая» по модели, указывающая на прямое родство или зависимость. Если Валентинов мог означать «крепостной Валентина», то Валентёнок — именно «сын» или «мальчик при Валенте».