Фамилия Метленков образована от прозвища Метла. В основе лежит слово, обозначающее пучок связанных прутьев для подметания, но смысл прозвища не сводился к хозяйственной утвари. Чаще всего так называли человека, который стремился всё знать, везде побывать и был необычайно разговорчив. Язык у такого человека работал, как метла: выметал все новости и сплетни, не оставляя угла без внимания. Потомок обладателя этого прозвища со временем получил фамилию Метленков.

Словообразовательная модель здесь типична для русских фамилий, но с редким поворотом. Обычно от прозвища на -а образуется фамилия через суффикс -ин: Метлин. Вариант Метленков использует суффикс -енк-, который чаще встречается на украинских и белорусских землях, а в великорусских говорах указывает на отчество от уменьшительной формы. То есть сначала от прозвища Метла возникло имя или прозвище Метленок — «сын, потомок Метлы», а уже от него закрепилась фамилия Метленков. Такая двойная ступень образования встречается реже, чем прямое прибавление -ов, и делает фамилию отличимой от более простых однокоренных аналогов вроде Метёлкин или Метлов.

Само прозвище Метла бытовало не только как насмешливое, но и как обережное. В крестьянской среде существовал обычай давать человеку «нечистое» или бытовое имя, чтобы уберечь его от сглаза и злых духов: мол, что взять с того, кто метлу зовут. Эта традиция уходит корнями в дохристианские времена и сохранялась в деревнях вплоть до XIX века. Поэтому предок Метленковых мог быть и бойким говорливым человеком, и просто носителем охранительного прозвища, которое со временем забыло свой первоначальный смысл.