Фамилия Митрушенкова — редкий случай, когда женская форма закрепилась в документах как основная, хотя по происхождению это типичная «матронимическая» фамилия, образованная от женского имени. В основе лежит имя Митруша — уменьшительная форма от имени Дмитрий (через народные варианты Митрей, Митрофан или просто Митя). Суффикс -енк- указывает на украинское или южнорусское происхождение: в белорусской и украинской традиции фамилии на -енко означали «сын» или «потомок» (Митрушенко — сын Митруши). Окончание -а в женском роде (Митрушенкова) могло возникнуть при переписи, когда женщину записывали по мужу или отцу, но в качестве самостоятельной фамилии такая форма встречается реже, чем мужская.

Словообразовательная цепочка выглядит так: каноническое имя Дмитрий → разговорное Митруша → прозвище или отчество Митрушенко (чьих? — Митрушиных) → фамилия Митрушенкова. Аналогичные модели — Петрушенков, Иванченков, Григоренков — показывают, что суффикс -енк- в русском языке часто «обрастал» окончанием -ов, превращаясь в типичную русскую фамилию с оттенком «выходец из семьи такого-то».

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. В дореволюционных метрических книгах Митрушенковы встречаются в Курской, Воронежской и Харьковской губерниях — областях, где было распространено имя Митрофан (Митруша как уменьшительная форма от него). Если предок носил прозвище Митруша, это мог быть либо человек маленького роста или юркий (от диалектного «митруха» — мелкий, шустрый), либо просто носитель имени, которое в народе переосмыслили.

Сословная принадлежность у этой фамилии не фиксированная: среди Митрушенковых были и крестьяне, и мещане, и казаки. В списках казачьих куреней XVIII–XIX веков встречаются Митрушенки — вероятно, выходцы из Запорожской Сечи, где фамилии на -енко были нормой. Окончание -ова в женском роде могло появиться при выдаче паспорта или в советских документах, когда женщинам автоматически приписывали фамилию отца с флексией -а.

Спорных версий немного: иногда фамилию ошибочно связывают с греческим «митро» (митра, головной убор), но это лингвистически слабая гипотеза — для русской ономастики естественнее видеть здесь славянское уменьшительное имя, тем более что в той же местности бытуют фамилии Митрофанов, Митрохин, Митрушкин, образующие единое гнездо.