Фамилия Митрошенков отвечает на вопрос «чей будете?» и указывает на прямого предка по мужской линии. В её основе лежит имя Митроша, а суффикс -енков в конце — это типичный признак украинской или южнорусской модели образования фамилий, который при переносе на великорусскую почву получил дополнительное окончание -ов. Так из формы Митрошенко, привычной для Левобережной Украины, возникла фамилия Митрошенков, которую мы знаем сегодня.

Имя Митроша — это народная, обиходная форма, которая ведёт к двум каноническим именам. Первая и наиболее вероятная версия — связь с крестильным именем Митрофан. В переводе с греческого оно означает «слава матери» или, по другому толкованию, «найденный матерью». Имя было широко распространено в среде духовенства и крестьянства, поэтому уменьшительная форма Митроша встречалась в документах XVII–XIX веков довольно часто. Вторая гипотеза — происхождение от имени Дмитрий, которое тоже давало уменьшительные формы на -ша (как Проша от Прокофий или Гриша от Григорий). Дмитрий переводится с греческого как «принадлежащий Деметре», богине плодородия. Однако для имени Дмитрий более типичны формы Митя, Митька, Митюха, а форма Митроша всё же чаще соотносилась именно с Митрофаном, поэтому эта версия выглядит менее убедительной.

Словообразовательная цепочка выглядит так: Митроша → Митрошенко (украинский патроним, буквально «сын Митроши») → Митрошенков (русифицированный вариант). Переход из одной формы в другую происходил естественным образом при переезде семьи в великорусские губернии: чиновники при переписи или сами носители фамилии адаптировали окончание под местную традицию, добавив -ов. Следы обеих форм — Митрошенко и Митрошенков — до сих пор встречаются в документах и метрических книгах, что подтверждает тесную связь этих фамилий.

Род Митрошенковых, таким образом, имеет украинские или пограничные с Россией корни, а его родоначальник носил имя Митроша. Кем он был — священником, казаком или крестьянином — сказать сложно, но имя Митрофан в народной среде часто давали в честь святого Митрофана Воронежского, что косвенно указывает на православную традицию имянаречения. Сама фамилия не относится к числу редких, но и не является массовой: она сосредоточена в основном в областях, граничащих с Украиной, а также в регионах, куда в XVIII–XIX веках переселялись малороссийские крестьяне и казаки.