Фамилия Однолеткова — женская форма от Однолетков, и её разговорный, почти «домашний» суффикс -ов/-ев выдаёт скорее крестьянское или мещанское происхождение, чем дворянское. В основе лежит прозвище Однолеток, которое давали человеку с характерной особенностью: либо он был ровесником кому-то (одного лета, одного года), либо, что правдоподобнее, его хозяйство держалось на однолетних культурах — например, на посевах яровых злаков или огородных растениях, которые не требуют долгого ухода и дают урожай в тот же год. В русских говорах «однолеток» — это и телёнок на первом году жизни, и парень одного возраста с другим, но в прозвище чаще закреплялось второе значение: «Однолеток» мог означать «сверстник», «товарищ по годам».

Есть и более прозаичная версия: в некоторых регионах «однолеткой» называли девушку, которая вышла замуж в том же году, что и её подруга или сестра, — то есть прозвище могло закрепиться за женщиной и уже потом перейти в фамилию через форму Однолеткова напрямую, минуя мужское Однолетков. Встречается такая фамилия в основном в центральных и южных областях России, особенно в бывших однодворческих землях, где прозвища часто отражали хозяйственный уклад или родственные связи.

Суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от полных прозвищ на -ок: Однолеток → Однолетков. Ударение, скорее всего, падает на третий слог: Одноле́ткова, хотя в говорах могло смещаться на окончание. Фамилия редкая, в дореволюционных списках почти не встречается, что говорит о её позднем закреплении — возможно, уже в XIX веке, когда крестьянам массово присваивали фамилии по прозвищам. Похожие по построению фамилии — Однодворцев, Одноглазков — но Однолеткова стоит особняком: её корень не про увечье или сословие, а про время и возраст, что делает её «календарной» среди русских фамилий.