Фамилия Халимоненкова — редкий пример, где на стыке украинской модели именования и русской адаптации образовалась форма, сразу выдающая пол носителя. Это женский вариант фамилии Халимоненков. Мужская основа строится по типичной украинской схеме с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках означал «сын» или «маленький, молодой». То есть Халимоненко — это «сын Халимона» или «потомок Халимона».

Корень фамилии восходит к каноническому мужскому имени Халимон. Это народная, разговорная форма церковного имени Харалампий (в русской традиции часто звучало как Харлампий). Имя греческого происхождения, означающее «сияющий радостью». В украинской среде имя претерпело характерные фонетические изменения: начальное «Хар-» перешло в «Хал-», а финаль «-пий» редуцировалась до «-мон». Так Харалампий превратился в Халимона. Подобные переходы (Харлам → Халим) встречаются и в других славянских фамилиях, например, Халимонов.

Географически фамилия тяготеет к юго-западным регионам бывшей Российской империи — современным Украине и Беларуси. Суффикс -енков указывает на то, что фамилия оформлялась уже на русской почве, при переносе украинской фамилии Халимоненко в великорусские документы. В ревизских сказках и метрических книгах XIX века форма Халимоненков (а значит, и Халимоненкова) встречается в Курской, Воронежской и Харьковской губерниях — на пограничье украинского и русского языковых ареалов.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Халимоненковы, скорее всего, происходили из крестьян или однодворцев. Суффикс -енко в малороссийской среде был распространён у всех сословий, но при переходе в русскую систему фамилий на -ов такие фамилии чаще закреплялись за податными сословиями. Дворянские роды с такой основой встречаются редко и обычно требуют отдельной генеалогической проверки.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Халимоненкова стоит в одном ряду с Халимоновым, Халимоновичем и Харлампиевым. Последняя — калька с полной церковной формы имени, а Халимоненкова — самая бытовая, «домашняя» версия, прошедшая через живую речь и местные говоры. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на третий слог: Халимоненкова, хотя в устной традиции отдельных семей могло смещаться на предпоследний.