Фамилия Клепенкова — женская форма, а мужская, Клепенков, образована с помощью самого распространённого русского суффикса -ов. Это указывает на принадлежность: «чей?» — сын или потомок человека по прозвищу Клепенок. В центре внимания — основа «Клепен-», которая ведёт нас к прозвищу или мирскому имени Клепенко.

Корень здесь — «клеп-», родственный слову «клепать». В старину «клепать» означало не только соединять заклёпками, но и ковать, ударять молотом, а также — в переносном смысле — клеветать или болтать вздор («клепать напраслину»). Однако прямое, ремесленное значение надёжнее: Клепенком могли прозвать кузнеца, жестянщика или мастера, который «клепал» — чинил металлическую посуду, обивал сундуки, работал с заклёпками. В южнорусских и украинских говорах слово «клепати» активно использовалось именно в этом значении, и суффикс -енк(о) типичен для украинской антропонимии. Поэтому Клепенков — это, скорее всего, обрусевшая фамилия с украинскими корнями: исходное прозвище Клепенко («клепальщик») на русской почве получило стандартный суффикс -ов.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «клепень» — так в некоторых областях называли косолапого или неуклюжего человека. В этом случае прозвище носило бытовой, описательный характер, не связанный с профессией. Есть и третий, самый редкий вариант: происхождение от топонима — например, от названия деревни Клепенка или урочища Клепени. Такие названия встречаются на Смоленщине и в Беларуси, но подтвердить массовое бытование фамилии именно от географического имени сложно.

Фамилия Клепенкова не принадлежит к числу дворянских или княжеских — это типичная фамилия крестьянского или мещанского сословия, возникшая в среде ремесленников. Она достаточно редкая, и её носители в основном сосредоточены в центральной России и Поволжье, что подтверждает миграцию из южных областей. В отличие от фамилий на -ов от полных имён (Иванов, Петров), Клепенков сохранил в основе живое прозвище, и его разгадка — в том, чем занимался или как выглядел далёкий предок, получивший это имя.