Фамилия Гмыренков — одна из тех, где основа говорит о характере или поведении человека, а не о профессии или месте жительства. В её центре лежит древнерусское слово «гмыра» (или «гмыря»). Так в народе называли угрюмого, нелюдимого, вечно недовольного человека, который смотрит исподлобья. Слово это — экспрессивное, с оттенком пренебрежения, и в прозвище его давали, скорее всего, за постоянную хмурость или ворчливость. Прямых параллелей в современных литературных диалектах почти нет, но в некоторых говорах «гмырить» означало «дуться, хмуриться».

Словообразовательная модель здесь — классическая для русских фамилий, но с редкостью в суффиксе. Основа «Гмыренк-» состоит из корня «гмыр-», суффикса «-енк-» (уменьшительно-уничижительного или указывающего на потомка) и окончания «-ов». Обычно фамилии на «-енков» образовывались от прозвищ с суффиксом «-енко»: Гмыренко — это украинская или южнорусская форма, означавшая «сын Гмыри». Когда носитель переселялся в великорусские земли, фамилию «русифицировали», добавив типичный русский суффикс «-ов». Таким образом, Гмыренков — это «русифицированный» вариант фамилии Гмыренко, а значит, предки могли происходить с юга России или Украины, откуда принесли прозвище.

С точки зрения социального контекста, фамилия недворянская. В среде крестьян и посадских людей прозвища, даваемые по внешности или нраву, были обычным делом. «Гмыра» не было оскорблением в современном смысле — скорее, бытовой характеристикой, которая закреплялась за человеком и его детьми. Вероятно, первый носитель прозвища был человеком необщительным или имел привычку хмуриться, что и стало его отличительной чертой в глазах окружающих.

Географически фамилия редкая и локальная. Основные очаги — Курская, Белгородская, Воронежская области, а также юг Рязанщины. Встречается и в центральных регионах, куда мигрировали крестьяне в XIX веке, но массового распространения не получила. Это типичная «гнездовая» фамилия, которая не разошлась широко, а сохранилась в пределах нескольких областей.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Гмырев, Гмырин, Гмыря — показывает, что все они образованы от той же основы, но разными суффиксами. Гмыренков стоит особняком из-за двойного суффикса, что выдаёт в нём «пришлую» форму, адаптированную под русскую норму. Если Гмырев — прямая патронимическая фамилия (сын Гмыри), то Гмыренков — это уже фамилия от фамилии, что встречается реже и указывает на более позднее оформление документального имени.