Фамилия Никулаенков — нечастая, но в ней хорошо прослеживается механизм образования русских фамилий от иноязычных имён. В основе лежит имя Никулай — народная, упрощённая форма канонического имени Николай. Такая форма была распространена в южнорусских и украинских говорах, где греческое «Николаос» превращалось в Микола, а вариант Никулай (через «у») встречался реже, но фиксируется в письменных источниках XIX века.

Словообразовательная цепочка здесь тройная. Сначала от Никулай образовали отчество Никулаенко (с типичным украинским суффиксом -енко, означающим «сын» или «потомок»). Затем, при переносе фамилии в великорусскую среду, её русифицировали, добавив фамильный суффикс -ов. Получилось Никулаенков — то есть «сын того, кто был сыном Никулая». Такая модель (украинская основа + русский суффикс) характерна для фамилий, возникших на стыке двух культур — в Слобожанщине, на Кубани или в южных уездах России, куда переселялись малороссы.

Корень фамилии указывает на имя деда по отцовской линии. Если верить принципам русской антропонимии, прозвище Никулай мог получить человек, носивший имя Николай в его просторечной форме, — никакой дополнительной характеристики, только именование по отцу. Однако в быту за таким человеком могла закрепиться ироничная или уменьшительная окраска: Никулаем в некоторых регионах называли нерасторопного или простоватого мужчину, но это уже местные коннотации, не обязательные для всех носителей.

Географически фамилия тяготеет к Брянской, Курской и Белгородской областям, а также встречается среди потомков переселенцев в Сибири. В дореволюционных метрических книгах Никулаенковы чаще записаны в крестьянском сословии, реже — в мещанском. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

С точки зрения ономастики Никулаенков стоит в одном ряду с фамилиями Миколаенков, Николаенков и Никулин, но отличается от них именно двойным суффиксом, который выдаёт «переходную» историю: украинское отчество, обрусевшее на русской почве.