Фамилия Пеленев имеет несколько возможных этимологических источников. Наиболее вероятно, что она происходит от прозвища Пелень, которое в русских говорах могло означать «бледный, беловатый» (от «пеленый» — бледный, выцветший). Также возможно происхождение от глагола «пеленать» — заворачивать в пеленки, что могло быть связано с профессией няньки или повитухи. В некоторых случаях фамилия могла возникнуть от топонима Пеленево или Пеленово, но такие названия редки.
Фамилия встречается преимущественно в центральных и северных регионах России, особенно в Вологодской, Архангельской и Костромской областях. Первые упоминания относятся к XVI–XVII векам, когда в писцовых книгах фиксировались крестьяне с фамилией Пеленев. В XIX веке фамилия была распространена среди крестьян и мещан.
С точки зрения структуры, фамилия образована с помощью суффикса -ев, указывающего на принадлежность (чей? — Пеленев). Корень «пелен-» может быть связан с древнерусским «пелена» (покрывало, пеленка) или с диалектным «пеленый» (бледный).
Источники: Унбегаун Б. О. «Русские фамилии»; Никонов В. А. «Словарь русских фамилий»; переписи, избирательные списки и архивные описи.