Фамилия Думенкова — женская форма фамилии Думенков, и в её основе лежит прозвище или разговорная форма имени Дума. В русских говорах «дума» — это не только мысль, но и совет, совещание, а также «думный дьяк» или «думец» — человек, участвующий в совете. Поэтому прозвище Дума могли дать либо рассудительному, неторопливому человеку, либо, наоборот, тому, кто любил долго размышлять и медлил с решением. Встречается и другая версия: Дума — это сокращение от крестильного имени Дометий или Домиан, но она менее вероятна, так как уменьшительная форма от них — обычно Дома или Дема.

Суффикс -енк- в фамилии Думенков — яркая региональная примета. Такие фамилии массово возникали на территории современной Украины и южных областей России (Белгородская, Курская, Воронежская области). В этой модели -енко — патронимический суффикс, означающий «сын» или «потомок». То есть Думенков — это буквально «сын Думенка», где Думенок — уменьшительная форма от того же прозвища Дума. Со временем суффикс -енко в русском языке мог адаптироваться в -енков, как и произошло в данном случае. Таким образом, предок носительницы фамилии был родом из украинской или южнорусской среды и носил прозвище Дума, а его дети стали Думенками, а затем — Думенковыми.

Фамилия не является ни дворянской, ни широко распространённой в старых родословных книгах. Она бытовала в основном в крестьянской и мещанской среде. В документах XIX века Думенковы встречаются в переписях Харьковской и Курской губерний, что подтверждает её южное происхождение. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые образовывались от полных имён, Думенков сохранила живую разговорную основу и характерный украинский след, что делает её редкой и географически привязанной.