Фамилия Валерьянов — одна из тех, что образована от полной формы крестильного имени, но с характерной особенностью: в основе лежит не каноническое Валерий, а его народно-разговорный вариант Валерьян (с «ьян» вместо «ий»). Такое удлинение имени в быту встречалось часто: из Алексея получался Алексян, из Кирилла — Кирильян. В основе же лежит латинское «valere» — «быть здоровым, сильным», так что значение фамилии — «сын здорового, крепкого человека».

Интересна судьба самого имени Валерий в России. В святцах оно было, но до XX века встречалось редко, в основном в среде духовенства и образованных горожан. А вот его «простонародная» версия Валерьян прижилась лучше — особенно в южных и центральных губерниях, где любили смягчать и растягивать имена. Поэтому фамилия Валерьянов может указывать на предка из крестьянской или мещанской среды, которого в церковных записях записали именно так, а не «правильным» Валерием.

С суффиксом -ов всё прозрачно: это стандартная русская патронимическая модель, означавшая принадлежность роду. То есть Валерьянов — буквально «сын Валерьяна» или «внук Валерьяна». В XIX веке такие фамилии часто давали детям священников и дьячков, но в данном случае — скорее светская, нежели семинарская фамилия (семинаристы чаще брали фамилии на -ский или переделывали на латинский манер).

Стоит заметить, что написание через «ья» — не ошибка, а исторически верная форма. В дореволюционных метриках можно встретить и Валерьянов, и Валерианов (последнее — ближе к латинскому оригиналу). Но именно вариант с «ья» — более русский по звучанию и более редкий. Если сравнивать с однокоренными фамилиями (Валериев, Валерин), то Валерьянов — самая распространённая из них, хотя в целом фамилия нечастотная.

Географически фамилия тяготеет к средней полосе России. По данным современных телефонных справочников, Валерьяновы чаще встречаются в Москве, Московской области, а также в Поволжье — там, где в XIX веке была высока плотность сельского населения, любившего «длинные» имена.