Фамилия Нуфреченкова — редкая, и её разбор сразу выводит на одну из самых необычных словообразовательных моделей в русской ономастике. В ней есть суффикс -ченков-, который встречается гораздо реже, чем стандартные -ов/-ев или -ин. Этот суффикс характерен для украинской и южнорусской традиции: он образован от имени или прозвища, к которому добавили -ченко (уменьшительно-патронимический суффикс), а потом, при русификации, нарастили -ов. То есть Нуфреченкова — это женская форма мужской фамилии Нуфреченков, которая восходит к форме Нуфреченко. А та, в свою очередь, — к основе Нуфреч-.

Корень фамилии — «Нуфр-» — самый загадочный. В русском языке нет слова с таким началом. Скорее всего, это искажённое или диалектное произношение имени или прозвища. Наиболее правдоподобная версия: основа восходит к имени Онуфрий (от греческого «Онуфриос» — «благой» или, по другой версии, «святой», через церковнославянскую традицию). В народе это имя часто сокращали и переделывали: Онуфрий → Онуфре́й → Нуфре́й → Нуфря. От Нуфри или Нуфрея и пошла уменьшительная форма Нуфречко (с суффиксом -к-), а от неё — Нуфреченко. Фамилия Нуфреченков могла означать «потомок Нуфреченко», то есть «внук или сын того, кого звали Нуфрей».

Есть и менее вероятная версия — связь с тюркскими корнями, например, с «нуфус» (душа, дыхание) или «нуфра» (вид ткани), но для фамилий на русском северо-западе и юге это нетипично. Имя Онуфрий было распространено среди крестьян и духовенства, поэтому предки-носители фамилии могли быть крестьянами, ремесленниками или священниками. Сословной принадлежности точно не установить, но суффикс -ченков указывает на то, что фамилия сформировалась не в высших слоях, а в среде, где патронимы переходили в фамилии уже в XVII–XIX веках.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины: в Белгородской, Воронежской, Ростовской областях встречаются единичные записи. Написание с «е» после «ч» (Нуфреченков, а не Нуфряченков) говорит о том, что основа закрепилась именно в форме Нуфреч-, а не Нуфряч-. Это редкий случай, когда фамилия сохранила следы народного произношения имени, которое почти вышло из употребления.