Фамилия Афанасенков — типичный пример того, как украинская по происхождению фамилия обросла русским суффиксом и стала восприниматься как своя, местная. Её основа — крестильное имя Афанасий, которое пришло на Русь из греческого языка: athanasia означает «бессмертие». В православном календаре это имя связано с несколькими святыми, в том числе с преподобным Афанасием, смотрителем темниц, который пострадал за веру.

Сначала на базе имени Афанасий возникла фамилия Афанасенко. Суффикс -енко — один из самых распространённых в украинской ономастике, он указывал на потомка или младшего родственника: Афанасенко — буквально «сын Афанасия». Такие фамилии массово закреплялись в XVI–XVII веках на землях современной Украины и Беларуси.

Когда носители фамилии Афанасенко переселились в великорусские губернии, их фамилию «обрусили» привычным для русского языка способом — добавили суффикс -ов. Получилось Афанасенков. Такая модель встречается и у других фамилий: скажем, Гриценко → Гриценков, Федоренко → Федоренков. Суффикс -ов в данном случае не меняет смысла, а только адаптирует фамилию к русской грамматике: склонять «Афанасенков» по падежам проще, чем «Афанасенко».

Встречается также вариант написания Афанасенко́в с ударением на последнем слоге — это характерно для южнорусских говоров, где фамилии на -ов часто произносят с ударным окончанием. В центральных и северных регионах ударение чаще падает на третий слог: Афана́сенков.

Родственные фамилии того же корня — Афанасьев, Афанасенко, Афанасьевский, Афанаскин. Все они восходят к одному имени, но различаются по региону и модели образования. Афанасенков — одна из самых «молодых» форм, возникшая не раньше конца XVIII века, когда процесс русификации украинских фамилий стал массовым.