Фамилия Веселинов образована напрямую от личного имени Веселин. Это славянское имя, широко распространённое у болгар, сербов и других южных славян, входит в группу «пожелательных» имён: родители называли так ребёнка, желая ему весёлой, радостной жизни. В русской традиции имя Веселин встречалось реже, но как прозвище «Веселой» или «Весельчак» было вполне обычным. Однако именно суффикс -ов чётко указывает на патронимическую модель: «сын Веселина». Если бы фамилия происходила от прозвища, скорее появилась бы форма Веселов или Весельников.

Ключевая особенность фамилии — её ярко выраженный болгарский след. В Болгарии фамилии на -ов образуются от имён, оканчивающихся на согласный, и Веселинов стоит в одном ряду с Радославов, Добромиров или Стоянов. В России такие фамилии встречаются в основном у потомков болгарских переселенцев, которые в разное время — особенно после русско-турецких войн XIX века — оседали в Бессарабии, на юге Украины и в Крыму. Не исключено, что носители фамилии могли оказаться в России и через церковные круги: имя Веселин встречается в святцах, хоть и редко.

Словообразовательный разбор типичен: корень «весел-», суффикс «-ин-» (принадлежность к лицу) и фамильный суффикс «-ов». Ударение, скорее всего, падает на третий слог: Весели́нов, хотя в болгарском оригинале часто звучит как Весе́линов. В русской среде возможна вариативность ударения, что иногда создаёт путаницу с однокоренной фамилией Веселов.

Социальный состав носителей неоднороден. В Болгарии Веселиновы — распространённая фамилия среди всех сословий. В России же, из-за небольшого числа, носители чаще всего принадлежали к крестьянскому или мещанскому сословию, реже — к духовенству. Никакой связи с дворянскими родами или известными историческими личностями не прослеживается: фамилия оставалась народной, без громкой истории в документах.