Фамилия Хритоненков начинается не с имени Хритон (такого в святцах нет), а с разговорной формы Хритоня — производной от крестильного имени Христофор или, что вероятнее, от Харитон. Усечение и замена звуков в живой речи давали множество вариантов: Харитон превращался в Хритона, а от него — Хритоня, Хритоненок. Именно такую цепочку и зафиксировала фамилия.

Модель образования здесь нестандартная. Суффикс -енков указывает на патроним (сын Хритонёнка), но сам суффикс -ёнок/-онок в русских фамилиях встречается реже, чем -ов или -ин. В центральных и южнорусских говорах так обозначали молодое существо или сына: Хритоненок — буквально «маленький Хритоня», то есть сын человека по имени или прозвищу Хритоня. Со временем форма застыла в родительном падеже множественного числа — Хритоненков, что типично для фамилий на -енков, -онков: они означали «из рода Хритоненков».

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. В XIX веке Хритоненковы фиксировались в Курской, Харьковской и Воронежской губерниях — там, где были сильны украинские говоры с характерным суффиксом -енко. Переход окончания на -ов произошёл при русификации документов: крестьянских сыновей записывали уже не «Хритоненко», а «Хритоненков», подгоняя под общероссийский стандарт.

В основе лежит имя Харитон (греч. «щедрый, милостивый»). В народе его переделали в Хритон, а затем в Хритоня — так называли не только ребёнка, но и взрослого, если хотели подчеркнуть его принадлежность к семье. Встречается и версия, что Хритоня могло быть прозвищем от глагола «хрипеть» или «хритон» (старое название хриплого голоса), но она менее убедительна: связь с крестильным именем прямее и подтверждается множеством однокоренных фамилий — Харитонов, Хритонов, Хритонёнков.

Дворянского происхождения у Хритоненковых нет: суффикс -енков почти всегда выдаёт крестьянскую или мещанскую среду, где фамилии складывались из уличного прозвища отца. Первые носители, скорее всего, были однодворцами или государственными крестьянами, жившими на южных окраинах России.