Фамилия Маркенова — женская форма от Маркенов. Её основа — мужское имя Маркен, которое в русской традиции является либо производной формой от крестильного имени Марк (от латинского «молот»), либо, что вероятнее, от тюркского имени Маркен (Мәркен). В казахском и башкирском языках имя Мәркен восходит к арабскому «маржан» — «коралл», «жемчужина». Так что фамилия могла появиться в среде крещёных татар, башкир или казахов, принявших православие, где тюркское имя адаптировали под русскую модель фамилий.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Маркенов буквально значит «сын Маркена» или «из рода Маркена». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от имён, прозвищ или профессий. Но в данном случае обращает на себя внимание редкость основы: Маркен — не частотное имя, что делает фамилию локальной. Скорее всего, она закрепилась в Поволжье, на Урале или в Западной Сибири — в регионах, где русские и тюркские народы веками жили рядом.

Если отталкиваться от крестильного Марка, то Маркен — это народная форма, как, например, Иван → Иваненко. Но суффикс -ен в русских уменьшительных именах нехарактерен (обычно Марк → Маркуша, Марко). Поэтому тюркская версия выглядит убедительнее. К тому же фамилия Маркенова встречается среди казахов, что подтверждает её восточные корни.

Сословно предки Маркеновых могли быть крестьянами, казаками или мещанами — фамилия не указывает на дворянское происхождение. В метрических книгах XIX века такая фамилия почти наверняка фиксировалась в смешанных русско-татарских сёлах. Ударение, скорее всего, падает на первый слог: Ма́ркенова, хотя в устной речи возможны варианты.