Фамилия Паенкова — женская форма фамилии Паенков. Разберём мужской вариант: он образован от прозвища или имени Паенок с помощью патронимического суффикса -ов, то есть буквально «сын Паенка». Ключ к происхождению — в основе Паенок.

Паенок — это уменьшительно-ласкательная форма, типичная для русских говоров. Она могла возникнуть от имени Павел (через народные формы Пава, Паюта, Паеня) или от редкого крестильного имени Паисий. Но более вероятно бытовое происхождение: в южнорусских и украинских диалектах «паенок» — это молодой павлин. Прозвище могли дать щеголеватому, нарядному человеку, любителю яркой одежды, либо, напротив, тому, кто ходил важно, с гордой осанкой, словно павлин. Вторая версия связывает основу с глаголом «паять»: Паенком в некоторых регионах называли ученика паяльщика или ремесленника, работавшего с металлом.

География фамилии тяготеет к югу России, к Брянской, Курской, Белгородской областям, а также к Украине и Белоруссии. Именно в этих землях диалектное слово «паенок» в значении «павлин» было распространено. Фамилия не относится к числу аристократических: её носителями были крестьяне, ремесленники, казаки, получившие фамилию по прозвищу отца.

Редкий суффикс -енк- (а не -енк-о) в основе придаёт фамилии особый оттенок: он характерен для восточнославянской модели, где -енк- выступает как уменьшительный формант, а не как украинский фамильный суффикс. Таким образом, Паенков — это не украинская фамилия на -енко, а русская, образованная от прозвища с уменьшительным суффиксом.