Фамилия Букенов образована от прозвища или имени Букен. На первый взгляд, в ней просматривается тюркская основа, но при детальном разборе всё не так однозначно.

Самый вероятный путь — от тюркского мужского имени Букен. В казахском, татарском и башкирском языках имя Букен (Бүкен) восходит к слову «бүкен» — сгиб, складка, или к глаголу «бүгу» — гнуть, сгибать. В переносном смысле так могли назвать человека гибкого, уступчивого или, наоборот, того, кто «гнёт свою линию». Встречается и версия, что это диалектная форма имени Букаш (от «бука» — бык, могучий), но она менее убедительна.

Модель образования типична для русских фамилий тюркского происхождения: к основе Букен добавили русский патронимический суффикс -ов, означающий «сын Букена» или «принадлежащий Букену». Такая русификация фамилий была массовой в XVI–XIX веках, особенно среди крещёных татар, башкир, казахов, переходивших в оседлость. Если бы фамилия осталась в исконной тюркской форме, она звучала бы как Букенулы или Букенов — в зависимости от традиции.

Интересно, что фамилия Букенов встречается в двух географических зонах, почти не пересекающихся: в Западном Казахстане (особенно в Атырауской и Западно-Казахстанской областях) и в Оренбургской области России. Это наводит на мысль о миграции: вероятно, предки-казахи в XIX веке переходили границу по экономическим или военным причинам, а фамилию уже фиксировали по-русски.

Менее вероятная, но допустимая версия — от русского диалектного слова «букеня» (увалень, неповоротливый человек). В северных говорах такое прозвище давали медлительному, грузному человеку. Но тогда фамилия писалась бы через «я» (Букенев) или «ин» (Букенин). Вариант на -ов указывает скорее на тюркский корень.

Однокоренные фамилии — Букеновы, Букеновский (редкая, возможно, от названия хутора), а также более распространённая Букенбаев, где второй корень — «бай» (богач, хозяин).