Фамилия Натненков — редкая, и её происхождение неочевидно. Чтобы понять корень, нужно отбросить типичный для русских фамилий суффикс -ов (в форме -енков). Остаётся основа Натненк-. В ней просматривается суффикс -енк- (уменьшительный, характерный для украинских и южнорусских фамилий) и корень Натн-. Этот корень, скорее всего, искажённое или диалектное произношение имени Натан (библейское имя, в России встречалось у еврейского населения, но также могло быть формой крестильного имени Нафанаил). В русских говорах имя Натан могли произносить как Натэн или Натён, отсюда и основа Натн-.

Таким образом, фамилия Натненков образована по модели «имя + уменьшительный суффикс -енк- + фамильный суффикс -ов». То есть: Натн(я) (так могли в быту называть человека по имени Натан) → Натненко (сын или потомок Натни) → Натненков (уже на русской почве, с добавлением -ов для адаптации). Это типичный пример, как украинская или южнорусская фамилия на -енко при переходе в великорусскую среду получала дополнительный суффикс -ов, теряя связь с первоначальной формой.

Географически фамилия тяготеет к югу России — к бывшим Области Войска Донского, Курской, Воронежской губерниям. Там фамилии на -енков (вместо -енко) встречаются чаще. Предок носителя фамилии, вероятно, был выходцем из малороссийских земель или из тех регионов, где смешивались русские и украинские говоры. Его прозвали Натненко — по имени отца или по собственному имени, которое в документах могли записать как Натан или Нафанаил. Сословная принадлежность — скорее всего, крестьяне или казаки, поскольку фамилии этой модели редко встречались у дворянства.

Спорных версий немного. Можно предположить связь с диалектным словом «натня» (нечто натянутое, тугое), но это менее вероятно: фамилии от глагольных основ с суффиксом -енк- почти не образуются. Правдоподобнее всего — антропонимическое происхождение от имени.