Фамилия Колпаченков — наглядный случай, как в русской фамилии сплелись профессиональное прозвище, уменьшительно-ласкательная форма и типичный фамильный суффикс. Её основа — слово «колпак», то есть головной убор, но не любой, а, скорее всего, высокий, остроконечный, какой носили на Руси скоморохи, шуты или, в более позднее время, ремесленники и мещане. Прямой путь к фамилии лежит через прозвище Колпак, которое давали человеку, постоянно носившему такой колпак, либо тому, кто их шил или продавал. Но в фамилии Колпаченков мы видим не просто Колпак, а Колпачок — уменьшительное «Колпаченок». Это характерная деталь: суффикс -енок- в русских фамилиях (особенно на юге и западе России) часто указывал на сына или молодого человека. То есть Колпаченок — это «сын Колпака» или «молодой Колпак». И уже от этого отчества-прозвища образовали фамилию с помощью стандартного патронимического суффикса -ов: Колпаченков.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия редкая и показательная. Обычно фамилии от слова «колпак» выглядят как Колпаков, реже Колпачкин, Колпачников. Суффикс -енок- встречается нечасто, и он придаёт фамилии отчётливый южнорусский или украинский оттенок. В белорусской и украинской традиции этот суффикс активно использовался для обозначения потомства: Иващенко, Петренко, а в русском варианте — Ивашёнок, Петренок, Колпаченок. Прибавление -ов превратило «Колпаченок» в «Колпаченков» — так фамилия адаптировалась под общерусскую модель склонения и звучания.

Географически фамилия тяготеет к Курской, Белгородской, Воронежской областям, а также к бывшим малороссийским губерниям. В этих местах прозвища на -енок были в ходу, и при переписях или рекрутских наборах так и записывали: «Колпаченок», а затем, при унификации фамилий в XIX веке, добавили -ов. Могло быть и так, что основатель рода был не просто ремесленником, а, например, скоморохом — колпак считался их традиционным атрибутом. Но версия о профессии (колпачник, шапочник) выглядит правдоподобнее: в слободах и сёлах мастеровые люди часто получали прозвище по изделию, которое делали или продавали.

В написании фамилии возможны колебания: в старых метрических книгах можно встретить Колпаченков, Колпачонков, а также просто Колпаченко (без -ов). Двойной суффикс -енков характерен для фамилий, которые прошли стадию «прозвище на -енок + русское -ов». Это отличает их, скажем, от фамилии Колпаченко, где украинская модель осталась без изменений. Таким образом, Колпаченков — это «обрусевшая» форма, закрепившаяся в официальных документах, но сохранившая память о том, что предка в быту звали Колпачонком — сыном человека в колпаке.