Фамилия Арсенкова — женская форма от Арсенков, и её происхождение напрямую связано с мужской линией. В основе фамилии лежит имя Арсен — краткая или народная форма канонического имени Арсений (от греческого «арсен» — мужчина, мужественный). На Руси такие усечённые имена, как Арсен, Аксён, Демьян, были в ходу в крестьянской и мещанской среде. 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. То есть фамилия могла означать не просто «сын Арсена», а «потомок Арсенка» — человека, которого в быту звали ласкательно Арсенка. Это характерная черта народной словообразовательной модели: сначала появлялось обиходное имя с суффиксом -к-, затем от него образовывалась фамилия, и со временем счёт поколений мог стереть разницу между «Арсенов» и «Арсенков».

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. Суффикс -еньев в дворянской фамилии указывает на полную форму имени (Арсений), тогда как -ков выдаёт обиходный, разговорный вариант. Это не делает фамилию менее древней: народные формы имени Арсений бытовали веками, и фамилия Арсенкова — живое свидетельство того, как имя, данное при крещении, переосмысливалось в повседневной речи.