Фамилия Хлиманенкова — женская форма фамилии Хлиманенков, и её редкость сразу бросается в глаза. Она образована по продуктивной, но не самой распространённой модели: основа + суффикс -енк(ов). В русской ономастике суффикс -енко (украинского происхождения) обычно указывал на сына или потомка («чей?»), а добавление русского -ов к нему — явление более позднее и встречается в основном на пограничных территориях, где украинская модель смешивалась с великорусской. Таким образом, Хлиманенков — это «сын Хлиманенка», то есть внук или потомок человека по прозвищу Хлиманенко.

Корень фамилии — «Хлиман-». Самая очевидная версия: это форма имени или прозвища, восходящая к крестильному имени Климент (в просторечии Клим). Фонетические процессы в русских говорах часто заменяли начальное «к» на «х» перед «л» (сравните: Хлёст вместо Клёст, хлипкий от корня «клип-»). Кроме того, могла сработать и народная этимология: имя Климент переосмыслили как «хлипкий» (слабый, худой), и прозвище Хлиман (или Хлиманенко) дали человеку невысокого роста или тщедушного телосложения. Менее вероятна, но возможна связь с диалектным глаголом «хлимать» — хромать, прихрамывать (в некоторых говорах Псковской и Тверской областей). Тогда прозвище указывало бы на физический недостаток.

География фамилии подсказывает, что её носители — выходцы из юго-западных регионов России или восточной Украины (Брянская, Курская, Смоленская области, где говор смешанный). Суффикс -енков типичен для фамилий, которые фиксировались в переписях XVII–XVIII веков у служилых людей (казаков, однодворцев) и крестьян, переселявшихся на южные рубежи. Дворянских корней у этой фамилии, скорее всего, нет: в родословных книгах она не отмечена, а в ревизских сказках встречается только у крестьян и мещан.

Вероятный сценарий: предок носителя носил прозвище Хлиман (от Клима или от хромоты), его сына в документах записали как Хлиманенко (сын Хлимана), а при переходе на фамилию в XIX веке добавили типично русский суффикс -ов, чтобы подчеркнуть принадлежность к роду: Хлиманенков. Женская форма Хлиманенкова — естественное склонение для замужней женщины или дочери.