Фамилия Павелкова — редкий случай, когда женская форма фамилии, казалось бы, образованная от мужской (Павелков), на самом деле может быть первичной. В русской ономастике фамилии на -ов/-ев традиционно принадлежали мужчинам, а их женские варианты образовывались окончанием -а. Однако в основе Павелковой лежит не мужское имя Павел, а женское Павелка — уменьшительная форма от Павла. Это ставит фамилию в один ряд с такими, как Марьин, Аннин или Катеринин, где исходным было имя матери или жены, а не отца.

По сути, предок носительницы фамилии был либо сыном, либо мужем женщины по имени Павелка. Имя Павелка — народная, диалектная форма канонического имени Павла (женский вариант от Павел). В русских говорах, особенно в южнорусских и белорусских, окончание -ка часто прибавлялось к женским именам для придания им ласкательного или просторечного оттенка: Машка, Дашка, Наташка. Так и Павелка — это не официальное имя, а бытовое, домашнее прозвище. Если фамилия Павелкова образована от мужской формы Павелко (также вариант имени Павел в украинском и белорусском языках), то она указывает на сына человека по прозвищу Павелко. Но в таком случае фамилия в женском роде звучала бы как Павелкова — и это совпадает с написанием, что создает двойственность.

Географически фамилия Павелкова тяготеет к регионам, где были распространены уменьшительные формы на -ко: это Украина, Белоруссия, южные области России (Курская, Белгородская, Воронежская). В этих краях имя Павелко или Павелка было обычным для крестьянской среды. Сословно фамилия почти наверняка крестьянская: в дворянских родах такие просторечные формы не встречались. Таким образом, Павелкова — это фамилия, которая хранит память о женщине или мужчине с уменьшительным именем, и её происхождение напрямую связано с живой разговорной речью, а не с церковным каноном.