Фамилия Хлыстенкова — женская форма фамилии Хлыстенков. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Хлыстенок, которое образовано от слова «хлыст» с помощью уменьшительного суффикса -енок. В старину суффикс -енок/-онок в восточнославянских фамилиях часто указывал на молодое существо или на сына: Хлыстенок — буквально «маленький хлыст» или «сын Хлыста».

Сам корень «хлыст» многозначен. Это и гибкий прут, розга, и часть конской упряжи (кнутовище). В переносном смысле «хлыстом» в русских говорах называли бойкого, вертлявого человека, а также щёголя или повесу. В некоторых диалектах «хлыст» — это ещё и молодой побег растения, то есть прозвище могло относиться к долговязому подростку.

Модель образования фамилии — через патронимический суффикс -ов (Хлыстенков) — типична для центральной России. Географически фамилия встречается в Тверской, Псковской и Смоленской областях, что косвенно указывает на северо-западное происхождение прозвища. Важно не путать её с фамилией Хлыстов: там основа — прямое прозвище «Хлыст», а в нашем случае уменьшительная форма «Хлыстенок» говорит о том, что прозвище дали не самому родоначальнику, а его сыну или младшему члену семьи.

Других версий, например связи с религиозным течением хлыстов (христововеров), для этой фамилии нет — в основе лежит бытовое, а не сектантское прозвище. Носительница фамилии Хлыстенкова может считать, что её предок был либо сыном прозванного Хлыстом человека, либо сам получил прозвище за подвижность, стройность или склонность к щегольству.