Фамилия Гребенюкова — женская форма от Гребенюков, а в её основе лежит прозвище Гребень. Скорее всего, оно относилось к «профессиональным» именованиям: Гребнем могли называть мастера, который делал гребни — деревянные расчёски, или человека, обрабатывавшего лён и коноплю специальным гребнем-чесалом. В русских говорах «гребень» означал также верхнюю часть крыши или конёк, но для прозвища эта версия менее вероятна.

Ключевая деталь — суффикс -юк в основе Гребенюк. Этот суффикс характерен для западноукраинских и белорусских фамилий, где он указывал на сына или потомка: Гребенюк — «маленький Гребень» или «сын Гребня». Когда фамилия перешла в великорусскую среду, к ней добавили стандартный русский суффикс -ов, получив Гребенюков. Таким образом, фамилия несёт след миграции: предок носителя был выходцем с западнорусских земель, а его потомки, оказавшись в центральной или южной России, обрусели и оформили фамилию по местной модели.

В ономастических справочниках фамилию обычно связывают именно с ремеслом гребенщика. Это занятие было распространённым и недорогим: гребни делали из кости, рога или дерева, и мастер-гребенщик был заметной фигурой в любом селе. Если же прозвище дали по орудию труда чесальщика льна, то род деятельности тоже был чётко определён. В любом случае, Гребенюкова — фамилия, которая прямо говорит о занятии предка, а её двойной суффикс (украинский -юк и русский -ов) выдаёт историю перемещения семьи.