Фамилия Мартючкова — женская форма, мужская — Мартючков. Она образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: «чей?» — Мартючков, то есть сын или потомок человека по прозвищу или имени Мартючок. В центре фамилии лежит основа Мартюч-, а суффикс -ок в исходном прозвище типичен для уменьшительных или обиходных форм.

Корень здесь — Март-, который восходит к крестильному имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», то есть воинственный). В русской народной традиции это имя давало множество производных: Мартын, Мартя, Мартюха, Мартюша. Форма Мартючок — одна из ласкательных или прозвищных, характерная для северных и центральных говоров, где суффикс -ок активно использовался для образования фамильных основ от личных имён.

С точки зрения географии, фамилия Мартючков редкая и локальная. Основные очаги её бытования — Тверская и Псковская области, а также отдельные районы Смоленщины. Это указывает на то, что предки носителей фамилии жили в зоне смешения севернорусского и западнорусского диалектов, где имя Мартин и его производные были особенно популярны в XVI–XVII веках.

Словообразовательная модель Мартючков — не единственная в своём роде. Рядом с ней существуют однокоренные фамилии: Мартюков, Мартюшев, Мартынов. Но именно суффикс -ок выделяет Мартючковых: он придаёт основе оттенок уменьшительности, который мог закрепиться за младшим сыном в семье или за человеком невысокого роста. В ономастических трудах, например в работах Б. Унбегауна, такие формы описываются как типично русские, возникшие в среде крестьян и посадских людей, где прозвища часто заменяли официальные имена.

Социальный контекст прост: фамилия Мартючкова не дворянская, не княжеская. Её носители — потомки крестьян или ремесленников, которые получили фамилию по имени или прозвищу предка. Никаких громких исторических личностей с этой фамилией не зафиксировано, что только подтверждает её народное, бытовое происхождение.