Фамилия Фоменков входит в обширное семейство русских фамилий, образованных от крестильного имени Фома. В переводе с греческого это имя означает «близнец». Однако в народной, просторечной среде имя Фома часто звучало как Хома, что дало начало параллельному ряду фамилий: Хоменков, Хомяков, Хомичев. В свою очередь, от формы Фома произошли Фомичёв, Фоминов, Фоминых, Фомичкин, Фомушкин, Фомягин. Фоменков стоит в этом ряду особняком, поскольку в его основе лежит не каноническая, а разговорная форма имени — Фоменя, которую использовали в быту как ласкательное или обиходное обращение.

Модель образования фамилии проста и характерна для русского ономастикона: к основе Фомен- добавили патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность к отцу. Таким образом, Фоменков буквально означает «сын Фомени», то есть потомок человека, которого в кругу семьи и соседей звали не полным именем Фома, а уменьшительной формой Фоменя. Подобный способ словообразования был широко распространён на Руси в XVI–XVII веках, когда фамилии активно закреплялись за крестьянскими и посадскими родами.

Сказать точно, где и когда впервые появилась фамилия Фоменков, сложно. Ономастические источники отмечают, что фамилии на -ов от уменьшительных форм имён чаще всего возникали в центральных и южнорусских землях, где было развито патронимическое именование. В переписных книгах и писцовых документах того времени Фоменковы могли фиксироваться как Фоменковы дети или Фоменковы внуки, и лишь позже окончание закрепилось в виде единой фамилии.

Существует и вторая, менее вероятная версия, связывающая основу с прозвищем Фоменя, которое могло относиться к человеку, напоминающему библейского Фому — то есть недоверчивому, скептичному. Однако эта гипотеза уступает первой по правдоподобию: в подавляющем большинстве русских фамилий от имён собственных лежит именно крестильное имя, а не характеристика личности. Поэтому основным и наиболее убедительным остаётся объяснение через имя Фома и его обиходную форму.

Родственные фамилии — Фомин, Фомкин, Фомочкин, Хоменко — помогают проследить, как одна и та же основа ветвилась в разных диалектных средах. Фоменков же сохранил именно ту форму, которая в своё время была живой и естественной для носителей, и сегодня она продолжает звучать как память о предке, которого близкие звали простым и тёплым именем Фоменя.