Фамилия Митрофаненкова — женская форма от мужской Митрофаненков, а та в свою очередь образована от имени Митрофан с помощью суффикса -енков. Именно суффикс здесь ключевой: -енков (а не -ов или -ин) указывает на восточноукраинское или южнорусское происхождение. Этот суффикс типичен для фамилий, сложившихся на территории Слобожанщины, Курской, Воронежской, Белгородской областей и Дона. Если бы фамилия возникла в центральной России, она звучала бы как Митрофанов, а если в западных землях — как Митрофаненко.

В основе лежит каноническое имя Митрофан, которое пришло из греческого: Mitrophanes означает «явленный матерью» (от meter — «мать» и phaino — «являю»). На Руси имя было широко распространено благодаря святому Митрофану Воронежскому, но в народе его нередко переделывали в Митрофаний или сокращали до Митроха, Митя. Фамилия Митрофаненкова буквально значит «потомок (или жена) человека по имени Митрофан».

География фамилии подтверждает эту версию. По данным переписей и архивов, Митрофаненковы и Митрофаненковы сосредоточены в Белгородской, Воронежской и Ростовской областях, а также в Краснодарском крае — то есть в зоне расселения, где смешались великорусские и малорусские говоры. Встречаются единичные носители в Сибири, но это, скорее всего, переселенцы конца XIX — начала XX века.

С социальной точки зрения фамилия недворянская. Суффикс -енков в XVIII–XIX веках часто закреплялся за крестьянами и однодворцами (особенно в южных губерниях). Однодворцы — потомки служилых людей, охранявших южные рубежи, — несли фамилии именно такого типа. Так что предки Митрофаненковой, скорее всего, были либо государственными крестьянами, либо служилыми людьми «по прибору» (стрельцами, казаками, пушкарями).

Вариантов написания немного: в дореволюционных метриках можно встретить Митрофаненковъ, а в говорах — Митрофанёнков (с ударением на ё). Но основная форма устойчива.

Если коротко: фамилия рассказывает о предке по имени Митрофан, жившем на юге России или востоке Украины, и о его потомках, которые сохранили эту память в своей родовой подписи.