Фамилия Фатющенков — редкий случай, когда прозвище отца «законсервировало» двойной суффикс. В русских фамилиях часто встречаются модели на -ов/-ев или -ин, но здесь цепочка сложнее: Фатющенко → Фатющенков. То есть сначала украинская или южнорусская фамилия на -енко (Фатющенко) «обрусела» и получила типичный великорусский суффикс -ов. Такое происходило, когда носитель фамилии переселялся в северные или центральные области России, где форму на -енко могли воспринимать как чужую и «подгоняли» под местный стандарт. В итоге Фатющенков буквально означает «потомок того, кто был Фатющенко», а тот, в свою очередь, — «сын или слуга человека по имени Фатюк».

Основа фамилии — Фатюк, которое в русских говорах и украинском языке — производная форма от канонического имени Фотий или Фотин. Имя Фотий (от греческого «свет, светлый») в народе переделывали в Фотей, Фотя, а уменьшительные варианты давали Фатюк, Фатя, Фатька. Встречалась и другая версия: от имени Варфоломей, которое в просторечии сокращали до Фоломей, а оттуда — до Фатюк. Но более вероятна связь именно с Фотием, так как имя Варфоломей давало другие цепочки (Фома, Фомка). Прозвище Фатюк могло закрепиться за человеком, который носил имя Фотий, но в быту все звали его уменьшительно.

Географически фамилия Фатющенков тяготеет к Курской, Белгородской и Воронежской областям — зоне, где пересекались украинское и русское влияние. Именно там часто возникали фамилии с двойным суффиксом, когда носители южнорусских фамилий на -енко получали при переписи окончание -ов. В документах XIX века встречаются варианты написания Фатющенков и Фатющенко — иногда в одной и той же семье, что подтверждает переходный характер фамилии.

Сословной принадлежности у фамилии нет: Фатющенковы были в основном крестьянами и однодворцами. Сведений о дворянских ветвях или известных носителях в открытых источниках нет — это редкая фамилия, которая не попала ни в родословные книги, ни в списки знаменитостей. Но именно эта «тихая» история делает её характерным примером того, как в русской ономастике скрещивались разные традиции имяобразования.