Фамилия Двоенков — один из тех случаев, когда прозвище предка напрямую связано с числом «два». В основе лежит древнерусское слово «двоенка» или «двойной». Чаще всего так называли второго ребенка в семье, двойняшку, либо того, кто родился в какой-то паре — например, погодка, идущий сразу за старшим братом. В говорах «двоенкой» могли прозвать и человека, который делал всё вдвойне, был двужильным, упрямым, или, напротив, двуличным. Прозвище Двоенок — это уменьшительно-ласкательная форма, характерная для северных и центральных областей России, где суффикс -ок часто давали младшим членам семьи.

Словообразовательная модель проста: прозвище Двоенок (от «двоенка» или «двое») плюс типичный русский патронимический суффикс -ов, означающий «сын Двоенка». Фамилия закрепилась в XV–XVII веках, когда крестьяне и посадские люди начали массово получать фамилии по отцовскому прозвищу. Интересно, что в некоторых регионах «двоенками» называли не только людей, но и предметы: например, двойную нитку, сдвоенный колос или даже двойную оглоблю. Это расширяет круг возможных значений — предок мог быть, скажем, ткачом, работавшим сдвоенной нитью, или крестьянином, пахавшим на паре волов.

Встречаемость фамилии Двоенков достаточно редкая. По данным переписей, она сосредоточена в основном в Тульской, Рязанской и Калужской областях, что указывает на южнорусское происхождение основы. В этих краях слово «двоенка» бытовало в значении «двойной урожай» или «парная вещь». В ономастических работах, в частности у Б. Унбегауна, фамилии на -енков обычно связывают с украинским или южнорусским влиянием (сравните с фамилиями Двойченко, Двойников), но Двоенков стоит особняком: суффикс -ок в основе выдает именно северную или среднерусскую диалектную среду.

Более редкая, но правдоподобная версия возводит фамилию к имени Двоеня — так в старину могли ласково называть Дмитрия или Добрыню, сокращая до корня «дво». Однако это лишь гипотеза без документальных подтверждений. Куда надёжнее считать, что Двоенков — это фамилия-прозвище, образованная от порядкового или количественного признака: второй сын, двойняшка, или человек, чем-то удвоенный. Такие фамилии не давали знатности, но крепко держались в крестьянском быту, передаваясь из поколения в поколение как память о родоначальнике.