Фамилия Колоченкова — женская форма, мужской вариант — Колоченков. Если отбросить суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»), в основе лежит прозвище или нецерковное имя Колоченок. Суффикс -енок в русских фамилиях характерен для южных и западных регионов, особенно для территорий, исторически связанных с украинским и белорусским влиянием: Курская, Воронежская, Смоленская губернии. В этих краях -енок означало «сын» или «молодой», как в украинском «козачок» — маленький казак. Колоченок — это, скорее всего, «сын Колочи» или «маленький Колоч».

Корень «колоч-» ведет к нескольким версиям, и самая прямая — от слова «колотить», «колоченный». Прозвище Колоченый могли дать человеку, который много работал молотом, например кузнецу, или тому, кто сам часто попадал в переделки, кого «отколотили». Вторая, менее очевидная, но правдоподобная версия — от диалектного «колоча», то есть «лепёшка», «ком теста». В некоторых говорах так называли выпечку из пресного теста. Тогда Колоченок — сын пекаря или человека с прозвищем Колоча, любителя или мастера стряпать такие лепёшки.

Третья версия связывает фамилию с топонимом. Существует река Колочь в Московской области, известная по Бородинскому сражению, и несколько деревень с похожими названиями в центральной России. Выходец с речки Колочь или из села Колочки мог получить прозвище Колоченок, то есть «пришедший с Колочи». Фамилия не слишком частая, и её география — в основном южнорусские области, что подтверждает версию с суффиксом -енок.

В словообразовательном плане фамилия интересна тем, что сохранила уменьшительную форму прямым путём, без перехода в более привычные -ов/-ев на раннем этапе. Носитель фамилии Колоченков — потомок человека, которого в округе звали Колочонком, а окончание -а в женском варианте указывает, что речь идёт о женщине из этого рода.