Фамилия Мартыненков — это отчество второго порядка, или «внучье» имя. Она отвечает на вопрос «чей?» и буквально означает «внук Мартына». Цепочка образования проста: сначала появилось отчество Мартыненко (сын Мартына), а затем от него — фамилия Мартыненков. Такой способ — прибавление суффикса -ов к уже готовому отчеству на -енко — характерен для восточноукраинских и южнорусских земель, где форма на -енко была особенно распространена. При переходе в великорусскую фамильную систему к ней добавили типичный русский суффикс -ов, и получилась привычная нам фамилия.

В основе лежит крестильное имя Мартын (церковная форма — Мартин). В переводе с латыни Martinus означает «посвященный Марсу» или «воинственный». Имя это пришло на Русь вместе с христианством и было популярно в среде духовенства и простых людей — достаточно вспомнить святителя Мартина Милостивого. Со временем имя Мартын дало множество производных форм: Мартыня, Мартыха, Мартюха, Мартыш. От некоторых из них тоже образовались фамилии — скажем, Мартынов, Мартюхин или Мартышин.

Фамилия Мартыненков неоднократно фиксируется в документах XIX века. Например, в метрических книгах Курской губернии встречаются крестьяне и мещане с этой фамилией. Встречается она и в списках казачьих родов Области Войска Донского — там форма на -енков была особенно типична. Таким образом, предки современных Мартыненковых могли быть как крестьянами южнорусских губерний, так и донскими или кубанскими казаками.

О точном месте и времени возникновения фамилии сейчас говорить сложно — процесс становления фамилий был долгим и не одновременным. Но ясно одно: Мартыненковы — носители редкой словообразовательной модели, которая соединяет украинскую «малороссийскую» основу с великорусским окончанием. Это живой след тех исторических процессов, когда люди с разными диалектами и традициями именования смешивались в единое культурное пространство.