Фамилия Кротенков образована от прозвища Кротёнок — уменьшительной формы слова «крот». В основе лежит не столько зоологическое сходство, сколько характерная модель русских прозвищ: так могли назвать человека невысокого роста, коренастого, сутулого или того, кто много копается в земле, работает в поле, огороде. В крестьянской среде прозвище Кротёнок часто давали земледельцу или огороднику, а также человеку с плохим зрением — по аналогии с подслеповатым зверьком.

Суффикс -ёнок указывает на молодость или малость: Кротёнок — буквально «маленький крот». Такие прозвища на -ёнок, -онок (ср. Волчонок, Медвежонок) были типичны для северных и центральных областей России, особенно в новгородских и вятских землях. Фамилия Кротенков закрепилась по патронимической модели: сын Кротёнка — Кротенков. То есть первоначально это было отчество, а затем фамилия.

В отличие от более частых «звериных» фамилий вроде Волков или Медведев, Кротенков встречается реже. Словарь русских фамилий Б. Унбегауна относит подобные образования к группе, где прозвище давалось по внешности или поведению, а не по тотему. Интересно, что в говорах слово «крот» могло означать и скупого, запасливого человека — отсюда возможна вторая, менее вероятная версия: прозвище Кротёнок закрепилось за бережливым хозяином.

Географически фамилия Кротенков тяготеет к южнорусским областям — Курской, Воронежской, Ростовской, а также встречается на Украине в форме Кротенко. В дореволюционных переписях носители фамилии числились в основном крестьянами и мещанами. Дворянских родов Кротенковых не зафиксировано.