Фамилия Ивленкова в своей основе восходит к календарному мужскому имени Иов. В древнееврейском языке оно означает «преследуемый». В русской народной традиции имя Иов часто сокращали до формы Ивль — отсюда и пошла основа фамилии. Суффикс -енк- указывает на украинское происхождение: в украинском языке суффикс -енко означает «сын» или «потомок». Фамилии с таким окончанием (Ивленко, Ивленков) особенно распространены на территориях, граничащих с Украиной, например в Курской, Воронежской, Ростовской областях.

Русифицированная форма Ивленкова появилась, когда носителя украинской фамилии Ивленко записали по русской модели на -ов. Такое «обрусение» фамилий активно шло в XIX веке при переписях и военном учёте. Поскольку фамилия встречается в казачьих регионах, не исключено, что предок рода Ивленковых был казаком. Однако документальных подтверждений этому для всех ветвей фамилии нет — версия остаётся правдоподобной, но не единственной.

Словообразовательная модель проста: основа Ивл- (от Иов → Ивль) + суффикс -енк- (украинский патроним) + окончание -ов (русское оформление). В результате Ивленкова — это потомок человека по имени Ивль. Среди однокоренных фамилий — Ивленко (исходная украинская форма), Ивлев (от той же основы, но с русским суффиксом -ев), Иовлев (от полной формы имени). Фамилия Ивленкова встречается реже, чем Ивлев, что говорит о более узком ареале её бытования — преимущественно южнорусские и украинские земли.