Фамилия Гнедюков — одна из тех, что сразу выдают прозвище предка. В её основе лежит прилагательное «гнедой», то есть конь рыже-бурой масти с чёрным хвостом и гривой. Такая масть у лошадей называется гнедой, и в старину прозвище Гнедой или Гнедюк давали либо человеку с тёмными волосами и смуглой кожей, либо тому, кто работал с лошадьми: конюху, извозчику, барышнику. Сравните с фамилиями Сивков (от сивый — серый конь), Буланов (от буланый — светло-жёлтый с чёрным), Воронин (от вороной — чёрный). Все они из одного круга прозвищ по масти лошади.

Суффикс -юк- в основе «Гнедюк» — уменьшительная форма, распространённая в южнорусских и украинских говорах. Так Гнедюк — это «маленький гнедой» или, скорее, «сын Гнедого». А уже к этой основе добавили притяжательный суффикс -ов, который превратил прозвище в фамилию: Гнедюков — «чей? — сын Гнедюка». Модель типична для восточнославянских фамилий, но суффикс -юк встречается реже, чем -ов или -ев, что делает фамилию регионально окрашенной.

Географически фамилия Гнедюков тяготеет к югу России и Украине. По данным переписей и телефонных справочников, наибольшая плотность носителей — в Ростовской, Воронежской областях, а также в Краснодарском крае. Встречается и в Белоруссии, но реже. Это объяснимо: на юге коневодство было развито сильнее, а диалектная форма «гнедюк» (вместо литературного «гнедой») характерна именно для украинского и южнорусского наречий.

Интересно, что фамилия писалась не всегда одинаково. В дореволюционных метрических книгах можно встретить варианты Гнедюков и Гнедюковъ, а также Гнедюк — без суффикса -ов, как фамилию-прозвище в чистом виде. Встречается и форма Гнедюковский, но это уже более поздняя, «дворянская» переделка, встречающаяся у выходцев из духовенства.

В этимологическом словаре русских фамилий Б. Унбегауна фамилия не упоминается отдельно, но модель разобрана в группе прозвищ по масти лошади. Споров о происхождении немного: корень прозрачен, альтернативные версии (например, от диалектного «гнеда» — грязь, топь) не выдерживают критики — слишком далеко по смыслу. Так что с большой вероятностью предки Гнедюковых были людьми, чья жизнь была связана с лошадьми, или просто обладателями тёмной внешности, за которую их прозвали Гнедюк.