Фамилия Антошенков — характерный пример русской модели образования фамилий через двойной суффикс. В её основе лежит имя Антон (от римского родового имени Antonius, которое связывают с греческим «вступающий в бой»), но до окончательного вида фамилия прошла через две ступени.

Сначала от имени Антон образовали уменьшительно-ласкательную форму Антоша — так в быту называли ребёнка или взрослого в неформальной обстановке. Затем к этой основе добавили патронимический суффикс -енк(о), который в южнорусских и украинских говорах означал «маленький» или «сын»: Антошенко — буквально «сын Антоши». И уже на русской почве, при продвижении фамилии в центральные и северные регионы, к этой форме прирос стандартный русский суффикс -ов: Антошенков. Такой «двойной» суффикс — довольно редкая черта: он показывает, что предок носителя фамилии когда-то жил на территории, где была распространена украинская модель фамилий (-енко), но затем род переселился или попал в среду, где фамилии переоформляли по великорусскому образцу.

Географически фамилия Антошенков тяготеет к югу России и бывшим украинским землям, вошедшим в состав Российской империи. По данным современных исследований, чаще всего она встречается в Курской, Белгородской и Воронежской областях — как раз в зоне исторического смешения русского и украинского населения. В XIX веке носители фамилии числились в основном государственными крестьянами, реже — однодворцами (потомками служилых людей, охранявших южные рубежи). Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

В написании возможна вариативность: старая орфография допускала Антошенковъ, а в устной речи фамилию могли произносить с ударением как на второй, так и на третий слог. Современное ударение закрепилось на слоге -ше-: Анто́шенков. Вариант Антошенко (без конечного -в) в России тоже встречается, но это уже другая, неассимилированная форма, сохранившая исходный украинский вид.