Фамилия Пелюкова — женская форма фамилии Пелюков, и её происхождение стоит рассматривать через мужской вариант. Основа здесь — «Пелюк» или «Пелюка». Скорее всего, это не полное календарное имя, а прозвище или производная форма от крестильного имени.

Самая прямая версия: Пелюк — это вариант имени Пелагея (от греческого «пелагос» — море). В народной речи имя Пелагея сокращали до Пели, Пелюша, Пелюха, а от них уже образовывали фамилии с помощью суффикса -ов/-ев. То есть Пелюков — «сын Пелюка», а Пелюк — это человек по имени Пелагея. Такие фамилии на -юк (Пелюк) и -юков (Пелюков) характерны для южнорусских и украинских земель, где суффикс -юк означает «потомок» или «маленький». Фамилия Пелюкова, таким образом, могла возникнуть в среде, где говорили на смеси русских и украинских говоров.

Есть и вторая, менее вероятная, версия: от слова «пелюха» — так в некоторых диалектах называли пелёнку, тряпку, лоскут. В этом случае прозвище Пелюха могли дать неаккуратному человеку или тому, кто занимался ткачеством и торговлей тканью. Но такая версия слабее, потому что прозвища от предметов одежды обычно оставляли след в фамилиях на -ин (Пелюхин), а не на -ов.

Суффикс -ов в фамилии Пелюков указывает на то, что она формировалась в великорусской среде, а не в украинской (где осталось бы Пелюк без суффикса). Это значит, что носители фамилии, вероятно, жили на границе ареалов — например, в Курской, Воронежской или Ростовской губерниях, где смешивались русские и украинские традиции имяобразования.

Встречаемость фамилии Пелюкова невысокая, она редкая. В дореволюционных записях её можно найти в основном среди крестьянского и мещанского сословия юга России. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.