Фамилия Майстренков — один из примеров того, как украинская фамилия «обрусела» при переезде семьи в Россию. Исходная форма — украинская фамилия Майстренко. Её основа — прозвище Майстер (от украинского «майстер» — мастер). Так могли назвать не просто ремесленника, а человека, особенно искусного в своём деле, которого выделяли среди других мастеров.

Суффикс -енко — типичный украинский патронимический суффикс, означающий «потомок» или «сын». То есть Майстренко — это буквально «сын мастера» или «потомок того, кого звали Майстер». Когда носители этой фамилии оказались в русской языковой среде, фамилию «подогнали» под привычную русскую модель: к основе Майстренк- добавили типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность. Так появился Майстренков.

С точки зрения словообразования это гибридная форма: украинский корень и суффикс «обросли» русским окончанием. В ономастике такие случаи называют «фамильной русификацией». Подобная судьба у многих фамилий на -енко, которые в России получили окончание -ов (например, Коваленко → Коваленков, Бондаренко → Бондаренков). Однако фамилия Майстренков встречается реже своих «чистых» украинских аналогов, что делает её интересным маркером миграционных процессов.

Вероятно, предок носителя этой фамилии был либо умелым ремесленником (кузнецом, плотником, столяром), либо мастером в более широком смысле — человеком, который обучил других своему делу. Прозвище Майстер могло закрепиться за ним как наиболее употребительное именование, вытеснив крестильное имя. Никаких других версий происхождения (например, от немецкого Meister через польское посредство) для этой конкретной формы нет — украинское происхождение здесь наиболее прямое и лингвистически обоснованное.