Фамилия Зелёнова образована от древнерусского нецерковного имени Зелёня. В основе этого имени лежит прилагательное «зелёный». Называя так ребёнка, родители желали ему молодости, свежести и силы — всего того, что ассоциировалось с весенней зеленью. Впрочем, имя Зелёня могло со временем стать и прозвищем: на Руси «зелёным» нередко называли неопытного, молодого человека, который ещё не набрался житейской мудрости.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: к основе Зелён- добавился суффикс -ов-, указывающий на принадлежность («чей?»). Таким образом, Зелёнова — это буквально «дочь (или жена) Зелёни». Если разбирать по мужской линии, то предок носительницы фамилии носил имя Зелёня, и его потомки закрепили за собой фамилию по отцу.

Интересно, что ударение в фамилии падает на второй слог — Зелёнова. Это отличает её от созвучной фамилии Зе́ленова, которая могла образоваться от топонима или другого прозвища. В говорах встречается и вариант Зелени́н, образованный по той же модели, но с другим суффиксом.

Фамилия Зелёнова не относится к числу редких, но и не входит в сотню самых распространённых. Встречается она преимущественно в центральных и северных областях России, где мирские имена держались дольше всего, особенно в крестьянской среде. В документах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с именем Зелёня, что подтверждает: фамилия эта — не дворянская, а народная, возникшая в среде простых людей.