Фамилия Павенков — наглядный пример того, как суффикс может определить всю историю рода. Здесь работает модель «-енк- + -ов», а не просто «-ов». В русской ономастике суффикс -енк- чаще всего указывает на украинское или белорусское происхождение основы: в этих языках он имел уменьшительное или уничижительное значение. То есть фамилия Павенков — это русифицированная версия украинской фамилии Павенко. Её принесли в великорусские земли выходцы с юго-запада, а при переписи или рекрутском учёте к основе добавили стандартный русский патронимический суффикс -ов. Так Павенко стал Павенковым.

Корень «пав-» восходит к имени Павел (от лат. paulus — «малый, скромный»). В украинской народной традиции от Павла образовали множество производных форм: Павлюк, Павленко, Павенко. Последняя — результат усечения основы: Пав(ел) + суффикс -енк(о). Буквально Павенко означало «маленький Павел» или «сын Павла», то есть сын человека по имени Павел. Иногда основой могло стать прозвище Пава, но в данном случае это менее вероятно: прозвище от слова «пава» (самка павлина) давали обычно женщинам, а мужская фамилия от него строилась бы через суффикс -ин (Павин).

Географически фамилия Павенков тяготеет к южнорусским областям — Курской, Воронежской, Ростовской, а также к Слобожанщине. Это те регионы, куда в XVII–XVIII веках активно переселялись казаки и крестьяне с Правобережной Украины. В сословном отношении предки Павенковых, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, реже — однодворцами (служилыми людьми «по прибору», жившими на южных рубежах).

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Павенков стоит в одном ряду с Павленковым и Павлюковым. Разница в суффиксе: Павленко — самая частая украинская форма, а Павенко — её более редкий диалектный вариант. Встречается также фамилия Павенский — она образована уже от топонима (названия села типа Павеньки), а не от имени. Таким образом, Павенков — типичный случай «обрусения» украинской фамилии, когда переселенец менял окончание, чтобы вписаться в местную систему документооборота.