Фамилия Грапиненков — редкий случай, когда географическая привязка оказывается важнее разбора корня. Если отбросить суффиксы, основа «Грапин» с большой вероятностью указывает на польское или белорусское происхождение. В польском языке есть слово grapa — «круча», «обрыв», а также фамилия Grapiński. Русская адаптация через суффикс -енк(ов) — типичный признак того, что носитель или его предки попали в среду, где фамилии переделывали на великорусский лад: польское -ski превращалось в -енко, а затем к ней добавляли -в, чтобы получить привычное -ов.

Суффикс -енков в русских фамилиях встречается нечасто. Обычно это следствие двух этапов: сначала человек получал фамилию по украинской модели на -енко (сын такого-то), а затем, при переселении в северные или центральные губернии России, к ней механически приращивали русский патронимический суффикс -ов. Так появились фамилии вроде Коваленков, Бондаренков. Грапиненков — из того же ряда: исходная форма, скорее всего, звучала как Грапиненко (от западнорусского прозвища Грапин) и была русифицирована.

Само прозвище Грапин могло иметь два источника. Первый — от польского grapić («грести», «загребать»), то есть прозвище человека с хваткой рукой, возможно, скупого или запасливого. Второй — от диалектного «грапа» (в псковских и смоленских говорах так называли яму, овраг), и тогда прозвище давали тому, кто жил у обрыва или в низине. Обе версии равновероятны, но вторая чуть правдоподобнее, потому что ландшафтные прозвища реже переходят в фамилии через уменьшительную форму на -ин.

Сословно фамилия не элитарная: суффикс -енков почти не встречается у дворянства и духовенства. Носители Грапиненков — скорее всего, крестьяне или однодворцы из южнорусских или западных губерний, возможно, переселенцы из Белоруссии. В дореволюционных метрических книгах фамилия почти не фиксируется, что говорит о её крайней малочисленности. В современной России она остаётся штучной — её можно встретить в единичных записях, в основном в Центральном федеральном округе.