Фамилия Чепеньков образована от прозвища или нецерковного имени Чепень, а то, в свою очередь, — от диалектного слова «чепень». В русских говорах так называли чурбан, обрубок дерева, а также короткую палку или колышек. В переносном смысле прозвище Чепень могли дать человеку невысокого роста, коренастому, либо, напротив, упрямому и несговорчивому, как обрубок.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе на -ь добавляется патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — Чепеньков, то есть сын Чепеня). Фамилия стоит в ряду однокоренных: Чепенко, Чепенкин, Чепенчук. Интересно, что слово «чепень» имеет и другое значение — в некоторых областях так называли крюк или багор, которым вытаскивали вёдра из колодца. В этом случае прозвище могло закрепиться за мастером, делавшим такие крюки, или за человеком, который постоянно пользовался этим инструментом.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и центральным областям. Встречается в документах по Тамбовской, Воронежской и Рязанской губерниям, где диалектное слово «чепень» было в ходу. Социальный состав носителей в XIX веке — преимущественно крестьяне и однодворцы, что подтверждается переписными книгами.

Спорных версий происхождения у Чепенькова немного. Иногда основу пытаются связать с украинским «чепінь» (затычка, гвоздь) или с тюркскими корнями, но это менее вероятно: слово имеет славянскую природу и хорошо объясняется из русской лексики.