Фамилия Павлюченкова происходит от крестильного имени Павел, что в переводе с латинского означает «малый». Однако напрямую к полной форме имени она не восходит. В основе лежит просторечная, уменьшительно-ласкательная форма — Павлуша, которая в некоторых говорах звучала как Павлюк или Павлюч. Именно от этих обиходных вариантов и пошла фамилия, а её носительницей, судя по окончанию -а, является женщина.

Словообразовательная цепочка здесь длиннее, чем у большинства русских фамилий. Сначала имя Павел превратилось в Павлюка, а затем от этой основы с помощью патронимического суффикса -ов- образовали отчество «Павлюченков», то есть «сын Павлюка». Фамилия Павлюченкова — это форма женского рода, закрепившаяся за потомками по мужской линии. Такая модель характерна для южнорусских и украинских земель, где суффикс -юк- был особенно распространён.

Сам факт использования уменьшительной формы, а не полного церковного имени Павел, многое говорит о социальном положении предков. В среде духовенства и дворянства фамилии чаще образовывали от канонических форм, тогда как простонародье, крестьяне и посадские люди, свободно употребляло домашние варианты имён. Поэтому основатель рода Павлюченковых, скорее всего, был человеком из простого сословия, которого в быту звали Павлушей или Павлюком, а его дети уже по традиции получили прозвание по отцу.

Интересно, что фамилия сохранила архаичный суффикс -енк-, который вклинился между корнем и патронимическим -ов-. Это говорит о том, что первоначальная форма могла звучать как Павлюченко — типичная украинская фамилия без конечного -в. Когда род переселился в великорусские губернии или попал под влияние русской канцелярской традиции, к основе добавили стандартный русский суффикс, чтобы подчеркнуть принадлежность к роду. Так Павлюченко превратился в Павлюченкова, и эта двойная маркировка родства — редкая и ценная деталь для ономастики.