Фамилия Зеленины образована от мирского имени Зеленя. В древнерусской традиции так называли ребёнка или детёныша — слово «зеленя» имело значение «молодой, незрелый». Это нецерковное имя давали, чтобы защитить младенца от злых сил: считалось, что «зелёное», недозревшее существо не заинтересует нечистую силу. Со временем прозвище закрепилось за родом, и потомки Зелени стали Зелениными.

В исторических документах фамилия встречается с XV–XVI веков. С. Б. Веселовский в своих исследованиях упоминает Зеленого Ивана Андреевича (конец XVI века), помещиков Зеленых в Торопце (1532 год), а также Зеленю Бирилева — новгородского помещика конца XV века. Отдельно отмечен Дмитрий Иванович Зеленин (1600 год). Эти записи показывают, что фамилия бытовала в разных регионах — от Новгородской земли до западных уездов.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей?» — «сын Зелени». Такой способ был распространён в среде крестьян и посадских людей, где отчества на -ин часто переходили в фамилии без изменений.

Сложно сказать, где именно фамилия Зеленин появилась впервые: слишком разбросаны ранние упоминания. Но ясно, что первоначальная основа — имя-оберег Зеленя — имела не цветовое, а возрастное значение. Это отличает фамилию от однокоренных Зеленов, Зеленцов или Зеленский, где корень мог указывать на внешность, род занятий или место жительства.