Фамилия Муравенкова образована от мужского варианта Муравенков, и её основа — не «муравей», а прозвище или мирское имя Муравей. Казалось бы, очевидная ассоциация с насекомым, но в русской ономастике прозвища, данные по животным и насекомым, были распространены: так могли назвать маленького, хлопотливого или юркого человека. Однако в этой фамилии интересен не столько корень, сколько редкий суффикс -енк-.

В отличие от массовых -ов/-ев и -ин, суффикс -енк- (в форме Муравенков) характерен для восточноукраинских и южнорусских говоров. Он указывает на уменьшительно-ласкательное или патронимическое значение: Муравенко — буквально «маленький Муравей» или «сын Муравья». При переходе в русскую фамильную систему к основе на -енко добавили типичный русский суффикс -ов, что нередко случалось при записи выходцев из малороссийских земель в великорусские переписи. Таким образом, Муравенков — это «русифицированная» форма украинской фамилии Муравенко.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование: связь с топонимом Муравенка или Муравьево. В центральной России есть несколько деревень с похожими названиями, и фамилия могла закрепиться за переселенцем оттуда. Но в таком случае ожидалась бы форма Муравенский, а не Муравенков, поэтому прозвищное происхождение выглядит убедительнее.

В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) модель на -енков разбирается как один из маркеров «гибридных» фамилий, возникших на стыке украинской и русской традиций. Носители фамилии Муравенкова, скорее всего, потомки выходцев с юга, которые в XVII–XIX веках переселялись в центральные или северные губернии. Сословно это могли быть крестьяне или мещане — дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.