Фамилия Нестюкова — женская форма фамилии Нестюков, и её происхождение упирается в редкое и неочевидное прозвище. В отличие от распространённых отчеств на -ов от крестильных имён (Иван — Иванов), основа «Нестюк» не встречается в святцах. Скорее всего, перед нами диалектный или уменьшительный вариант прозвища, образованный от глагола «нести» или существительного «ноша».

Суффикс -юк характерен для южнорусских, украинских и белорусских говоров. Он придаёт основе оттенок уменьшительности или принадлежности (ср. «костюк» — костистый человек). В фамилии Нестюков этот суффикс присоединился к корню «нест-», который мог означать «несущий», «носильщик». В старину прозвище Нестюк могли дать человеку, который постоянно что-то таскал: торговцу вразнос, грузчику, подносчику товаров на ярмарке. Менее вероятно, но возможно, что основа восходит к глаголу «нести» в переносном смысле — например, «нести вздор» (болтун), но для прозвища такая семантика нетипична.

Географически фамилия Нестюков тяготеет к южным областям России и востоку Украины. В дореволюционных переписях её носители встречались среди крестьян и мещан Курской, Воронежской губерний, а также в казачьих станицах Дона. Суффикс -юк вместо более привычного -ов в русской ономастике часто указывает на украинское или белорусское влияние, поэтому предки Нестюковых, вероятно, переселились в центральные губернии с запада или юго-запада.

Интересная деталь: фамилия не имеет отношения к польскому «Niestój» (нестойкий) или литовским корням, как может показаться на слух. Это чисто славянская бытовая модель, где прозвище по действию превратилось в родовое имя. Встречается вариант написания с одной «с» — Нестюков, но более редкий. Если судить по архивным данным XIX века, фамилия не была массовой: на тысячу крестьянских дворов приходилось не больше одного-двух Нестюковых, что делает её относительно редкой.