Фамилия Богатюкова — женская форма фамилии Богатюков, и её происхождение напрямую связано с прозвищем или мирским именем Богатюк. Основа здесь — прилагательное «богатый», а суффикс -юк (в мужском варианте) характерен для украинской, белорусской и южнорусской ономастики. В этих регионах -юк часто выполнял функцию уменьшительности или принадлежности: Богатюк — «сын богатого» или «маленький богатый». Так могли прозвать человека зажиточного, удачливого в делах или, напротив, иронично — бедняка, который мечтал разбогатеть. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречаются в центральной России, модель с -юк (Богатюков) указывает на южные или западные корни предков, возможно, из Курской, Воронежской областей или с Украины.

Интересно, что фамилия Богатюкова не так распространена, как однокоренные Богатов или Богачёв. Это говорит о том, что её носители, скорее всего, происходят из компактной местности, где прозвище закрепилось за конкретным родом. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» отмечается, что основы от «богатый» входили в число самых древних мирских имён, которые давали без связи с реальным достатком — как пожелание благополучия. Так что предок Богатюковых мог быть и обычным крестьянином, которого соседи в шутку называли «богачом» за его хозяйственность или щедрость.

С точки зрения словообразования, фамилия прошла два этапа: сначала от имени-прозвища Богатюк возникла патронимическая форма Богатюков (чей сын?), а затем, при замужестве или в официальных документах, появился женский вариант Богатюкова. Суффикс -ов здесь стандартный для русских фамилий, но основа на -юк выдаёт смешанное происхождение — русскую фамильную модель наложили на украинский диалектный корень. Встречаются варианты написания с одной «т» (Богаюков), но это, вероятно, результат упрощения при переписи или ошибки писаря.

Если искать географическую привязку, то фамилия Богатюков (и её женская форма) чаще всего фиксируется в реестрах казачьих областей — на Дону и Кубани, где смешение русских и украинских диалектов было обычным делом. Там прозвище Богатюк могло указывать на зажиточного казака, владевшего большим наделом земли или несколькими лошадьми. Однако без конкретных генеалогических данных утверждать это с точностью нельзя — фамилия могла возникнуть и в среде однодворцев южных губерний, которые часто использовали уменьшительные формы имён.