Фамилия Патрукова — женская форма, а её основа — мужская фамилия Патруков, которая образовалась от прозвища или имени Патрук. В русской ономастике суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность: Патруков буквально значит «сын Патрука» или «человек из рода Патрука». Само имя Патрук — это, скорее всего, уменьшительно-ласкательная форма от канонического имени Патрикий (в русской народной традиции — Патрей, Патруня). Имя Патрикий, в свою очередь, восходит к латинскому patricius — «патриций», то есть знатный человек. В Древней Руси это имя не было редким, его давали в честь святых, например Патрикия Прусского.

Однако есть и вторая, более прозаичная версия. В северных и сибирских говорах слово «патру́к» означало «небольшой мешок, кисет» или «раструб рукава». Прозвище Патрук могли дать либо человеку, который носил с собой мешок (торговцу, страннику), либо портному, работавшему с рукавами. Фамилия Патруков встречается в основном в Вологодской, Архангельской областях и в Пермском крае — как раз там, где бытовала эта лексика. Такая региональная привязка делает версию с прозвищем весьма убедительной.

В написании фамилии важно не путать её с более редкой Патруков, где ударение падает на второй слог. В фамилии Патрукова ударение обычно стоит на последнем слоге — Патруко́ва, что характерно для вологодско-пермского говора. Носителей фамилии немного, она не входит в списки самых распространённых, но её корни чётко указывают на среду крестьян или посадских людей, а не на дворянство.