Фамилия Маркеленкова — женская форма фамилии Маркеленков, а та, в свою очередь, образовалась от мужского имени Маркел. Это имя — графический вариант канонического крестильного имени Маркелл. Его значение двояко: с латинского «Marcellus» переводят как «воинственный», «посвященный Марсу» (римскому богу войны), но есть и вторая версия — от слова «marcellus», то есть «молот». Какая из них вернее, сказать трудно, но обе указывают на силу и твёрдость характера.

Одним из небесных покровителей имени считается мученик Маркелл Маккавей — один из семи братьев, убитых в гонение царя Антиоха IV Эпифана за отказ нарушить закон Моисеев. Православная церковь чтит его память 14 августа. Это предание добавляет имени дополнительный вес: предок, носивший имя Маркел, мог быть назван в честь стойкого верой человека.

Словообразовательная модель фамилии необычна. Сначала возникла украинская или южнорусская фамилия Маркеленко (суффикс -енко указывает на «сына» или «потомка»: Маркеленко — «сын Маркела»). Со временем, вероятно, род перебрался в центральные или северные области России, где фамилию «русифицировали», добавив типичный русский суффикс -ов. Так Маркеленко превратился в Маркеленкова. Такая двойная суффиксация встречается реже, чем обычные -ов или -ин, и выдает историю миграции семьи: украинские корни с последующей адаптацией в великорусской среде. Сегодня фамилия Маркеленкова встречается в разных регионах, но её происхождение надёжно связывает носителей с именем Маркел — воинственным, твёрдым, как молот.