Фамилия Мухтаренкова — это женская форма, а её мужской вариант — Мухтаренков. В русской ономастике это сравнительно редкий случай образования фамилии с помощью суффикса -енк-ов. Обычно суффикс -енко (украинский по происхождению) присоединяется напрямую к основе, давая фамилии вроде Мухтаренко. Но здесь к основе Мухтар- добавили сначала украинский патронимический суффикс -енк(о), а потом уже «обрусели» его русским суффиксом -ов. Такая модель встречается в пограничных регионах — на юге России, в Белгородской, Воронежской, Курской областях, где пересекались украинская и великорусская традиции формирования фамилий. То есть предок носителя фамилии мог первоначально зваться Мухтаренко, а уже его потомки, попав в русскую среду, получили окончание -ов.

Сама основа — Мухтар — восходит к арабскому имени Мухтар, что значит «избранный». В исламской традиции это одно из эпитетов пророка Мухаммеда, поэтому имя было широко распространено у народов, исповедующих ислам: у татар, башкир, народов Кавказа, Средней Азии. Однако фамилия Мухтаренков (и Мухтаренкова) встречается в основном у русских. Это объясняется тем, что в XIX веке, после присоединения Кавказа и Средней Азии к Российской империи, в русских селениях появлялись люди, носившие мусульманские имена. Имя Мухтар могло быть дано ребёнку в смешанной семье или же стать прозвищем человека, который долго жил среди мусульман или имел с ними тесные дела (например, торговец, переводчик). Прозвище Мухтар закрепилось за ним, а его дети уже стали Мухтаренковыми.

Интересно, что фамилия почти не встречается в старых дворянских родословных книгах. Это фамилия крестьянская или мещанская, возникшая не раньше середины XIX века, когда начался массовый учёт населения и закрепление фамилий. В советское время она могла распространиться за счёт миграций, но осталась довольно редкой. По данным современных телефонных справочников, основные очаги фамилии — Саратовская и Волгоградская области, а также Краснодарский край. В самой Средней Азии или на Кавказе фамилия Мухтаренков почти не встречается — там обычны Мухтаров или Мухтари. Так что это именно русская фамилия с восточным корнем, прошедшая через двойную языковую обработку.