Фамилия Горленкова хранит память о предке, которого в народе прозвали Горлей. Основа — украинский глагол «горлати», то есть говорить, кричать или петь очень громко, во всё горло. Так могли назвать человека с зычным, раскатистым голосом. В народных верованиях громкий крик с возвышенности защищал посевы от града, скот — от зверей, а всходы — от тумана: считалось, что там, где слышен голос, беда не пройдёт.

Вероятно и другое: Горля — это прозвище по профессии. Певцы и глашатаи ценились за гулкий, раскатистый голос, и такое именование могло закрепиться за человеком, чья работа зависела от силы звука.

Фамилия образовалась от прозвища Горля. Сначала, скорее всего, сложилась украинская форма Горленко — с типичным для Украины суффиксом -енко, который означал «маленький» или «сын». Когда носители фамилии перебрались в Россию, произошла русификация: к основе добавили суффикс -ов, и получилась фамилия Горленков. Женская форма Горленкова закрепилась как вариант для женщин в семье.

Модель образования здесь двойная: сначала уменьшительно-патронимический суффикс -енко, затем русский -ов. Такая цепочка встречается нечасто и указывает на миграцию рода с Украины в центральные или южные области России. Фамилия не относится к числу самых распространённых, но её корень прозрачен и сразу выдаёт характер или занятие предка.