Фамилия Валерьна — редкий пример, когда написание напрямую подсказывает происхождение. Она образована от женского крестильного имени Валерия, которое в русской народной традиции произносили как Валерья. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Валерьна буквально значит «дочь (или жена) Валерьи». Такая модель типична для русских фамилий, возникших из отчеств, но здесь исходной точкой стало не мужское, а женское имя — что бывает нечасто. Обычно фамилии на -ин образуют от имён на -а/-я (Петин, Ильин), и Валерьна — прямое продолжение этого правила.

Основа Валерь- восходит к латинскому Valerius, что значит «сильный, здоровый». В святцах имя Валерия закрепилось как женская параллель к мужскому Валериану, а в быту его часто сокращали — отсюда и форма Валерья. Фамилия могла закрепиться за женщиной, которая была главой семьи или владела хозяйством, либо за её детьми, которых в документах записывали по матери: «Иван Валерьнин сын». Со временем суффикс -ин слился с основой, и получилась фамилия, которая сегодня выглядит как застывшая форма родительного падежа.

Географически фамилия Валерьна почти не встречается в центральных областях России. Она тяготеет к южным и западным регионам — там, где в XIX веке была сильна традиция записывать крестьян по имени матери, особенно если отец отсутствовал или был неизвестен. В переписных книгах Курской и Воронежской губерний изредка попадаются однофамильцы, но в современном ономастиконе фамилия остаётся штучной. Её написание с мягким знаком на конце — орфографическая норма, закрепившаяся при паспортизации: так фиксировали произношение с мягким [р’].

Сравнение с однокоренными фамилиями (Валерин, Валериев, Валерьев) показывает, что Валерьна стоит особняком. Если Валерин — стандартное отчество от мужского Валера, то Валерьна — почти единственный случай, когда женское имя стало полноценной фамилией, не превратившись в Валериин или Валериев. Это говорит о том, что фамилия возникла в среде, где письменная фиксация была не слишком строгой, а прозвище по матери воспринималось как естественное родовое имя.