Фамилия Пантюшкова происходит от мужского имени Пантюшка — уменьшительной формы одного из крестильных имён: Пантелеймон, Пантелеимон или Панфил. В русской народной традиции такие имена часто усекали и добавляли суффикс -юш- (-юх-, -юн- и т.д.), чтобы получить ласковое или обиходное прозвище. Пантюшка — то же, что и Пантелей, Паня, Пантя: так в быту звали человека, носившего полное церковное имя.

Фамилия образована по самой распространённой в России модели: основа (Пантюшк-) + суффикс -ов, указывающий на принадлежность. Пантюшков — буквально «сын Пантюшки» или «из семьи Пантюшки». В женском роде фамилия принимает форму Пантюшкова — по грамматическому роду носительницы. Окончание -а здесь не уменьшительное, а показатель женского рода.

Вероятнее всего, предок-основатель был крестьянином или посадским человеком из центральной или северной России. Имя Пантюшка фиксируется в переписных книгах XVII века: например, в документах по Вологде и Костроме встречаются Пантюшка Панфилов, Пантюшка Фёдоров. Фамилия Пантюшков (Пантюшкова) — нечастая, но устойчиво встречается в Вологодской, Кировской и Архангельской областях, что косвенно подтверждает северное происхождение.

Спорных версий у фамилии немного. Иногда её ошибочно связывают с тюркским корнем «пант» (тигр) или с французским pantouche (шут, марионетка), но это натяжки: фамилия явно славянская, образованная от православного имени, и никакой экзотической этимологии не требует.