Фамилия Милоенков — одна из тех, где суффикс хранит ключ к разгадке. Если отбросить типичное для русских фамилий окончание -ов, остаётся основа Милоенк-. В ней легко угадывается украинский или белорусский суффикс -енк(о), обозначающий потомка («чей-то сын»). Перед нами не просто «Милоенков», а русифицированная версия фамилии Милоенко, которую принесли в великорусские земли выходцы с юго-запада. В XIX веке при переписи или переселении украинскую фамилию часто «подгоняли» под привычную московскую модель, наращивая -ов.

Основа Мило- восходит к личному имени Мила, Милий, Милен — сокращённых форм от славянских имён Милослав, Милонег, Милован. В древнерусском языке корень «мил-» означал «милый, любимый, приятный». Имя Мила или Милен давали ребёнку как пожелание, чтобы он рос желанным и добрым. Соответственно, Милоенко — «потомок Милы» или «сын Милена».

Менее вероятная, но возможная версия — прозвище Милоенко от слова «миловать» в значении «жалеть, щадить». Так могли назвать человека мягкого, незлобивого или, наоборот, того, кого часто миловали (прощали) за провинности. Однако в ономастике предпочтение отдают имени-основе.

Географически фамилия Милоенков привязана к южнорусским областям — Курской, Белгородской, Воронежской губерниям, где столетиями жило смешанное население. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении: вероятно, один род Милоенко, переселившись в Россию, закрепил за собой русифицированный вариант. Среди однокоренных фамилий — Миленков, Милованов, Милюков, но Милоенков стоит особняком из-за редкого сочетания суффиксов, выдающего его малороссийские корни.