Фамилия Доченков — редкий случай, когда суффикс -ов присоединился к основе, которая сама уже была уменьшительной формой. В русской модели фамилий на -ов обычно стоят отчества или прозвища в полной форме: Иванов, Петров, Кузнецов. Здесь же исходное слово — «Доченок», то есть «маленькая дочь» или «дочурка». Так могли в семье или в деревне ласково называть единственную девочку, младшую сестру или девушку, которую жалели и опекали.

Словообразовательная цепочка проста: «дочь» → «дочка» → «доченок» (с суффиксом -енок, указывающим на детёныша или маленькое существо) → «Доченков». Важно, что суффикс -енок в русских фамилиях, особенно в южнорусских и украинских говорах, часто фиксировал прозвище по родству: «внученок», «сынок», «доченок». Фамилия Доченков — это, по сути, отчество от прозвища Доченок. Предка так прозвали не за профессию или внешность, а за то, что он был «маменькиным сынком», единственным сыном у матери, которую называли «доченька», или, что реже, за то, что сам был похож на девочку — мягкий, домашний.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. Встречается в Ростовской, Воронежской, Белгородской областях, а также в бывших казачьих землях. В писцовых книгах и ревизских сказках XVIII–XIX веков форма «Доченков» почти не фиксируется — чаще попадаются «Доченок» как личное прозвище или «Доченко» (с украинским окончанием). Переход в «Доченков» произошёл, скорее всего, при переписи населения, когда писарь «обрусил» украинскую фамилию, добавив типичный русский суффикс принадлежности.

Спорных версий у этой фамилии почти нет. Иногда её путают с «Дочкин» или «Дочников», но это совсем разные корни: «дочка» против «дочник» (специалист по докам или человек, живущий у до́ка). В словаре Б. Унбегауна фамилия не упоминается — она слишком локальная и редкая. Встречаемость по России: около 200–300 носителей, в основном в сельской местности.

Таким образом, фамилия Доченков — не про ремесло и не про место жительства, а про семейное прозвище, которое дали по родственной связи с женщиной. Предок, скорее всего, был «доченком» — сыном, которого мать называла ласково, как дочку, или внуком, которого бабушка вырастила как доченьку.