Фамилия Бухтенкова образована от прозвища Бухтя. Его основа — украинский глагол «бухати», который на русский переводится как «произносить глухие звуки», а также «бить, стрелять». Скорее всего, прозвище Бухтя указывало либо на род занятий человека (он мог быть воином), либо на особенности его речи. Впрочем, в некоторых говорах Бухтей называли любителя хмельных напитков. Есть и другая версия: в псковских говорах прозвище Бухтя нередко получал неповоротливый, неуклюжий человек.

Фамилия использует редкий суффикс -енк-, характерный для восточнославянских фамилий, особенно украинских. Он указывает на происхождение: Бухтенков — буквально «сын Бухти». Окончание -а в современной форме (Бухтенкова) — грамматический признак женского рода, сама же мужская фамилия звучит как Бухтенков.

Точно определить, какое из значений прозвища легло в основу конкретной фамилии, невозможно — слишком многое зависит от местности и круга общения первого носителя. Но ясно одно: фамилия Бухтенкова не книжная и не искусственная, а живая, прозвищная, возникшая в крестьянской или казачьей среде. Такие фамилии редко фиксировались в документах до XIX века, поэтому проследить их раннюю географию сложно. Можно лишь предположить, что корни фамилии — в областях, где были распространены украинские говоры или псковские диалекты.