Фамилия Мальчуков по происхождению — отчество второго порядка. В её основе лежит прозвище или неканоническое имя Мальчук, которое, в свою очередь, образовано от слова «мальчик». В русском языке суффикс -ук/-юк (в данном случае -чук) часто указывал на молодое существо или детёныша: Мальчук — буквально «мальчишечка», «малый парень». Такие прозвища давали не по возрасту, а скорее как ласкательное или, наоборот, ироничное именование взрослого человека, который выглядел молодо, был невысок ростом или сохранял юношескую живость. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые обычно возникали из отчества на -ов сын, Мальчуков — это уже «внук»: сначала был Мальчук, его сына звали Мальчуков, а затем эта форма закрепилась за потомками.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России, особенно к бывшим новгородским и вятским землям, где суффикс -ук/-юк в фамилиях встречается чаще, чем на юге. Однако окончание -ов вместо более типичного для западнорусских земель -ук (ср. Мальчук) указывает, что фамилия оформлялась уже под влиянием московской приказной традиции, когда «сына Мальчука» записывали как Мальчуков. Это отличает её от украинских или белорусских аналогов (Мальчук, Мальченко), где фамилия осталась без патронимического суффикса.

Словообразовательная модель проста, но нестандартна: суффикс -чук- в основе, а затем -ов. В русских фамилиях такое сочетание встречается реже, чем просто -ов или -ин, и часто указывает на позднюю фиксацию — примерно XVII–XVIII века, когда прозвище уже бытовало в семье, а при переписи его «обрусили» стандартным окончанием. В сословном плане Мальчуковы, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, реже — однодворцами. В дворянских родословных книгах фамилия не встречается, что косвенно подтверждает её простонародное происхождение.

Единственный спорный момент — могло ли слово «мальчук» быть не прозвищем, а указанием на профессию? В исторических источниках «мальчуками» иногда называли подмастерьев или мальчиков на побегушках, но в качестве фамильной основы это значение маловероятно: слишком широкое и неспецифическое. Правдоподобнее версия с личным именем-прозвищем, которое давали по внешности или характеру, как, например, Старик, Малыш или Кроха.