Фамилия Арсенкова — женская форма фамилии Арсенков, и её происхождение напрямую связано с мужской линией. В основе фамилии лежит имя Арсен. Это краткая или народная форма от канонического имени Арсений (от греческого «арсен» — мужчина, мужественный). На Руси такие усечённые имена были в ходу в крестьянской и мещанской среде: Арсен, Аксён, Демьян. От них и пошли фамилии Арсенов, Арсенков, Арсеньев.

Суффикс -ков в фамилии Арсенков — не самый распространённый, но и не редкий. Он указывает на принадлежность: «чей?» — Арсенков, то есть сын Арсена. В русской ономастике суффикс -ов/-ев типичен для прозвищ и имён, оканчивающихся на согласный, а -к- в середине часто появляется, если исходное имя было уменьшительным: Арсенко, Арсенка. Фамилия Арсенков могла означать не просто «сын Арсена», а «потомок Арсенка» — то есть человека, которого в быту звали ласкательно Арсенка.

Географически фамилия Арсенкова встречается преимущественно в центральных и северных областях России, а также в Поволжье. По данным переписей XIX века, носители фамилии чаще всего были государственными крестьянами или мещанами. В дворянских родословных книгах эта фамилия не значится — её корни прочно уходят в непривилегированные сословия.

Стоит различать Арсенкову и Арсеньеву. Несмотря на общий корень, Арсеньевы — это древний дворянский род (вспомним поэта Боратынского, его мать была Арсеньева), а Арсенковы — фамилия «простая», без аристократического ореола. Впрочем, мужественное имя Арсений в народном пересказе звучало как Арсен, и это не умаляет ни древности, ни силы фамилии.