Фамилию Хроможенкова чаще всего объясняют через прозвище Хроможенка. Человек с таким прозвищем, скорее всего, был хромым, то есть прихрамывал. Вторая часть основы — «женка» — уменьшительно-уничижительный суффикс, который в русских говорах мог придавать прозвищу бытовой, даже несколько пренебрежительный оттенок. Получается «хромой человек», «хромоножка», но в более грубой, простонародной форме. В отличие от литературного «хромоножка», где корень «ног», здесь использован суффикс «-енк-», что характерно для южнорусских и украинских говоров.

Фамилия образована по стандартной для русской ономастики модели: от прозвища на -а (Хроможенка) через притяжательный суффикс -ов- и окончание -а. Первоначально Хроможенков — это «сын Хроможенки», а женская форма Хроможенкова закрепилась за женщинами или как вариант фамилии в документах.

Встречается фамилия редко. Географически её можно связать с территориями, где активно бытовали прозвища с суффиксом -енк-: это Брянская, Курская, Орловская области, а также восток Украины (Слобожанщина). В этих краях «хроможенкой» могли назвать не только хромого, но и того, кто косолапит, неуклюже ходит или просто сутулится — прозвище давали по заметной, часто не самой лестной, внешней примете.

Версия о происхождении от имени Хромой (без суффикса) менее вероятна: именно суффикс -енк- создаёт уникальную форму. Встречаются однокоренные фамилии Хромов, Хромых, Хромченко, но Хроможенкова стоит особняком — она указывает не просто на хромоту, а на конкретное, детализированное прозвище, которое вряд ли дали бы дворянину или священнику. Скорее всего, предок был крестьянином или ремесленником, и фамилия закрепилась за его потомками в бытовой, неофициальной среде.