Фамилия Милеенков — один из тех случаев, где суффикс подсказывает больше, чем корень. Она образована с помощью двойного суффикса -енк-ов, что сразу выдает её восточнославянское происхождение, скорее всего, белорусское или украинское. В русской традиции фамилии на -енков (Милеенков, Коваленков, Гриценков) — это результат «обрусения» украинских и белорусских фамилий на -енко. Переселенец с Украины или из Белоруссии, носивший фамилию Милеенко, при переезде в великорусские губернии мог получить окончание -ов, чтобы фамилия звучала привычнее для местного населения.

Основа фамилии — Милей, Милеенко. Это производное от имени Мила, Мил, Милей — сокращённых форм от славянских имён Милонег, Милован, Милослав или крестильного Емилиан (в просторечии Емильян, Мильян). Корень «мил-» в древнерусском языке означал не только «дорогой, любимый», но и «милостивый, жалостливый». Таким образом, Милеенков — буквально «потомок Милея», то есть человека, которого в округе называли ласково или который носил имя с корнем «мил».

Географически фамилия нечастая, но встречается в южных и центральных областях России — в Курской, Воронежской, Белгородской областях, где исторически было сильное украинское влияние. Встречаются варианты написания: Милеенков, Милеёнков, реже Милеинков. Ударение, судя по типичной модели фамилий на -енков, падает на последний слог: Милеенкóв.

Интересно, что в отличие от более распространённой фамилии Миленков (от Милен — болгарская форма имени Милан), форма Милеенков с удвоенной «е» указывает на более сложную словообразовательную цепочку: не сразу от Милен, а через украинское Милеенко. В дореволюционных переписях такие фамилии нередко записывали на слух, поэтому возможны колебания в написании: Милиенков, Милеенков. Но современная орфография закрепила вариант с двумя «е» в корне.