Фамилия Мыленков образована по самой распространённой в русском языке модели — от прозвища или профессии с помощью суффикса -ов. Если коротко: Мыленков — это потомок человека по прозвищу Мыленок. Что стоит за этим прозвищем — вопрос, в котором у ономастов нет полного единства, но есть две основные версии, и обе ведут в быт XVI–XVII веков.

Первая и самая прямая версия — профессиональная. Прозвище Мыленок могли дать тому, кто работал на мыльне. В старорусском языке «мыльня» — это баня, а «мыльник» — банщик или владелец бани. Банное дело было ремеслом, часто наследственным, и владельцы мылен в городах и слободах были людьми заметными. Со временем прозвище Мыленок (уменьшительно-ласкательная форма от «мыльник») закрепилось за детьми или подмастерьями, а затем превратилось в фамилию. Поддерживает эту версию и то, что в русских говорах слово «мыленка» означало небольшую баню или предбанник.

Вторая версия — от слова «мыло» и, соответственно, от мыловаренного дела. Мыловарение было одним из первых ремесленных производств на Руси, особенно в городах, где были артели мыльников. Прозвище Мыленок мог получить сын мыловара или сам мастер, если его выделяли среди прочих по возрасту или росту (суффикс -ок часто давал уменьшительное или «младшее» значение). В пользу этой версии говорит целое гнездо фамилий: Мыльников, Мыльников, Мыленков — все они идут от одного корня, но с разными суффиксами.

География фамилии Мыленков не широкая, но устойчивая. Чаще всего она встречается в центральных и северных областях России — в Вологодской, Костромской, Ярославской, а также в Поволжье. Это регионы, где банный промысел и мыловарение были традиционно развиты. В южнорусских областях фамилия редка, что косвенно подтверждает её северное происхождение.

Словообразовательный разбор прост: корень «мыл-», суффикс «-енок» (указывал на принадлежность или происхождение), а затем фамильный суффикс «-ов». То есть Мыленков буквально означает «сын Мыленка». В отличие, скажем, от фамилии Мыльников, где суффикс -ник указывает на самого мастера, Мыленков — это отчество второго порядка: не сам мыльник, а его потомок.

Встречаются варианты написания Мылинков, но это скорее результат аканья в устной речи, а не отдельная фамилия. В дореволюционных переписях форма Мыленков фиксировалась последовательно.