Фамилия Дунденков образована по типичной для русских фамилий модели: к основе прибавляется суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?»). В центре этого словообразования лежит прозвище или мирское имя Дунденко, а сама фамилия первоначально означала «сын Дунденка» или «потомок Дунденка». Суффикс -енк(о) в основе — характерный для украинского и южнорусского именования, он широко распространён на территории бывшей Слобожанщины и Черниговщины. Таким образом, Дунденков — это фамилия, которая, скорее всего, закрепилась за выходцами из украинских земель, перешедшими на великорусскую модель фамилии (замена -енко на -енков).

Корень «дунд-» в русских и украинских говорах неоднозначен. Самая вероятная версия связывает его с диалектным глаголом «дундеть» или «дундылить» — в рязанских, тамбовских, курских говорах это означает «ворчать, брюзжать, говорить невнятно или себе под нос». Человек с таким прозвищем, Дунденко, мог быть неразговорчивым, угрюмым или постоянно недовольным. Менее распространённая версия отсылает к слову «дунда» в значении «толстяк, пузан» (от «дутый»), но она слабее подкреплена диалектными словарями.

В ономастике фамилия редкая. Её нет в массовых списках дворянских родов, и она не фиксируется в классических справочниках Б. Унбегауна или В. Никонова как широко распространённая. Это говорит о том, что родоначальник Дунденковых был, вероятно, крестьянином или однодворцем — представителем той прослойки южнорусского населения, которая сочетала черты крестьянства и мелких служилых людей. Географически фамилия тяготеет к Курской, Орловской и Воронежской областям, а также к востоку Украины — именно там могло возникнуть прозвище Дунденко, которое затем «обрусело» до Дунденкова.

Интересная деталь: в фамилии сохранился редкий переход от украинского суффикса -енко к русскому -енков, что отличает её от более частых «чистых» украинских фамилий на -енко. Если бы носитель остался на родине предков, фамилия звучала бы как Дунденко. Переход в -ов произошёл, скорее всего, при переселении в центральные губернии России или при записи в ревизские сказки русскими писарями, которые «обрусевали» непривычные окончания.