Фамилия Козубенков — одна из тех, что хранит в основе не имя и не профессию, а прозвище, связанное с внешностью или бытовой деталью. Её ядро — слово «козуб», которое в южнорусских и украинских говорах означало «корзина», «лукошко» или «плетёный кузов». Человек, получивший прозвище Козуб или Козубенко, мог быть корзинщиком, торговать плетёными изделиями, а мог просто иметь привычку носить с собой большую корзину — в ономастике такие прозвища по предмету обихода не редкость.

Модель образования фамилии — двойная суффиксация, характерная для восточнославянской антропонимии. Сначала к основе «козуб» добавили уменьшительно-патронимический суффикс -енк-, распространённый на украинских землях и в русском пограничье (ср. Козубенко — «сын Козуба»). Затем, при переходе фамилии в великорусскую среду, к ней прирастили стандартный русский суффийкс -ов, обозначающий принадлежность: Козубенков — буквально «сын Козубенка», то есть потомок человека по прозвищу Козуб. Такая «накладка» суффиксов — верный признак того, что носители фамилии мигрировали или жили на стыке украинского и русского языковых ареалов.

В пользу этого говорит и география фамилии. Козубенковы — не московская и не петербургская фамилия. Её очаги — юг России: Курская, Белгородская, Воронежская области, а также Ростовская область и Краснодарский край. Именно эти земли в XVII–XIX веках активно заселялись выходцами из Малороссии, и фамилии с украинским корнем и русским окончанием здесь — обычное дело.

В отличие от более известной фамилии Козуб (которая осталась без суффикса), Козубенков однозначно указывает на родственную связь: это не прозвище, а именно «отчество от отчества». Словарь украинских прозвищ фиксирует форму «Козубенко» как патроним к «Козуб», и русский вариант лишь добавил ещё один слой принадлежности.

Версия о связи с животным («козёл») или с фамилией Козубовский (от топонима) маловероятна. Основа «козуб» в значении «корзина» подтверждается диалектными словарями, а суффикс -енк- не типичен для фамилий, образованных от названий животных. Так что предок Козубенковых, скорее всего, не пас коз, а плёл корзины или просто носил с собой плетёный кузов.