Фамилия Пантелейкова — женская форма от Пантелейков, и разговор стоит начинать именно с мужского варианта, потому что он хранит ключ к происхождению. В основе фамилии лежит каноническое имя Пантелеймон (от греческого «всемилостивый»). Но здесь не прямой патроним (Пантелеймонов), а уменьшительно-ласкательная форма Пантелейка. Суффикс -ов- в Пантелейков указывает на принадлежность: буквально «сын Пантелейки». Такой способ словообразования — от просторечного, домашнего варианта имени — типичен для русских фамилий, особенно среди крестьян и мещан, где полное имя в обиходе часто заменяли сокращением.

Интересная деталь: фамилия Пантелейков встречается заметно реже, чем Пантелеймонов или Пантелеев. Это говорит о том, что она возникла в локальной среде, где форма Пантелейка была привычной, а не случайным прозвищем. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с таким именем, но фамилия закрепилась, скорее всего, позже, в XIX веке, когда массово «офамиливались» бывшие государственные и помещичьи крестьяне.

По географии фамилия тяготеет к центральным и южным губерниям России. Встречается в Курской, Орловской, Воронежской областях, а также на Дону. Это не случайно: имя Пантелеймон (святой-целитель) было особенно почитаемо в казачьей среде и среди крестьян-земледельцев. Предок-носитель фамилии мог быть либо человеком, которого в миру звали Пантелейкой (в честь святого), либо — что реже — получить прозвище Пантелейка за какой-то обычай, но первая версия правдоподобнее.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает уточнить картину. Если Пантелеев чаще образован от Пантелей (сокращение от Пантелеймон), то Пантелейков — от Пантелейки, с суффиксом -к-, который в русских именах часто придаёт оттенок ласкательности или фамильярности. То есть Пантелейковы — потомки человека, которого в семье или на деревне звали не строго Пантелеем, а именно Пантелейкой, что подчёркивает близость, простоту происхождения.

Таким образом, фамилия Пантелейкова — не аристократическая, а народная, крестьянская. Её носительницы — потомки тех, кто носил имя в честь святого целителя, но в бытовой, сокращённой форме.