Фамилия Мелющенков — наглядный пример того, как уменьшительно-ласкательная форма имени или прозвища превратилась в фамилию, закрепившись через отчество. Её основа — Мелющенко или Мелющёнок (с белорусским или украинским уменьшительным суффиксом, который в русской передаче дал -енк-). Это, в свою очередь, производное от Мелюк или Мелюта, а те — от имени Мелентий (греч. melas — «чёрный, тёмный») или от диалектного мелюзга («мелкая рыба, мелочь»).

Разберём словообразовательную цепочку. Сначала существовало прозвище или некалендарное имя Мелюк («малорослый человек» или «маленький, незначительный»). От него образовали патроним Мелющенко — «сын Мелюка» (характерно для южнорусских и украинских земель). Когда носитель такой фамилии переезжал в великорусские губернии, фамилию могли «обрусить», добавив типичный русский суффикс -ов: так Мелющенко превратилось в Мелющенков. Это нередкая история: фамилии на -енков (как Мельников — Мельниченков) фиксируют миграцию с Украины или юга России на север.

Суффикс -ов в конце указывает на принадлежность: «чей?» — Мелющенков, то есть «потомок того, кого звали Мелющенко». Такая модель была особенно распространена в XVII–XVIII веках, когда крестьян и мещан массово вносили в ревизские сказки, записывая по отцу. Если бы предок остался на Украине, фамилия звучала бы как Мелющенко (без наращения). Факт появления -ов говорит о том, что носители фамилии оказались в среде, где действовали русские патронимические нормы.

Версия с корнем мел- («маленький») кажется более вероятной, чем связь с редким календарным именем Мелентий. В народе мелюзгой называли не только мелкую рыбёшку, но и детей, подростков, а также людей невысокого роста или незнатного происхождения. Прозвище Мелюк или Мелюта мог получить младший сын в семье, низкорослый человек или тот, кто занимался ловлей мелкой рыбы. Со временем прозвище забылось, но фамилия сохранила память о том, что родоначальника когда-то выделяла именно «мелкая» черта — рост, возраст или занятие.

Фамилия редкая, встречается преимущественно в центральных и южных областях России, а также в Беларуси. В дореволюционных метрических книгах её носители — в основном крестьяне и мещане. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её «низовое» происхождение: от прозвища, данного в быту, а не от боярского имени.