Фамилия Куклёнкова — это женская форма фамилии Куклёнков, которая образована по типичной восточнославянской модели с суффиксом -ов/-ев. Такие именования широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян: фамилии возникали от личного прозвища, мирского имени или профессии родоначальника. В основе Куклёнкова лежит слово «кукла» или производное от него прозвище Куклёнок.

Исходное слово «кукла» в русских говорах имело не только прямое значение — игрушка, но и переносное: так могли назвать нарядно одетую женщину, человека маленького роста или того, кто напоминал куклу манерой одеваться или поведением. Суффикс -ёнок/-онок в основе (Куклёнок) указывал на молодость или принадлежность: Куклёнок — «маленький Кукла», сын или потомок человека с прозвищем Кукла. Такая модель (отчество на -ёнок) характерна для северных и центральных областей России, где фамилии нередко закреплялись в форме родительного падежа множественного числа: Куклёнков — «из рода Куклёнков».

По другой версии, менее вероятной, основа могла быть связана с диалектным глаголом «куклить» — завивать, накручивать волосы, и прозвище давали человеку с кудрявой или небрежно уложенной шевелюрой. Но первая версия — от слова «кукла» — остаётся основной: она проще и подтверждается распространённостью однокоренных фамилий (Куклин, Кукольников, Кукленко).

Сословной принадлежности у фамилии нет: Куклёнковы могли быть и крестьянами, и мещанами, и купцами. Фамилия встречается в разных регионах, но чаще — в Поволжье и центральной России, что косвенно подтверждает её происхождение от прозвища, а не от редкого или книжного слова.