Фамилия Плахтюкова — женская форма, образованная от мужской Плахтюков. Эта фамилия относится к распространённому в южнорусских и украинских землях типу на -юк, который в русской адаптации часто получал окончание -ов. Суффикс -юк в восточнославянской ономастике означает «сын» или «потомок»: Плахтюк — это «сын Плахты» или «маленький Плахта». Таким образом, основа фамилии — прозвище или некалендарное личное имя Плахта.

Слово «плахта» имеет два основных значения, и оба могли дать прозвище. В южных говорах плахта — это кусок плотной ткани, полотнище, а также верхняя юбка из такой ткани, характерная для украинского народного костюма. В этом случае прозвище Плахта мог получить ткач, торговец тканями или человек, который постоянно носил такую одежду. Второе значение — плоская доска, плаха, от того же корня, что и «пласт». Здесь прозвище могло относиться к плотнику, лесорубу или к человеку плотного, широкоплечего телосложения.

Географически фамилия Плахтюков (и, соответственно, Плахтюкова) наиболее характерна для юга России, особенно для Ростовской области и Краснодарского края, а также для восточных областей Украины. Это объясняется тем, что модель на -юк как фамильный суффикс массово закрепилась в Поднепровье и на Слобожанщине, а затем вместе с переселенцами распространилась на Кубань и Дон.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Плахтюков в XVIII-XIX веках, скорее всего, относились к казачеству или государственным крестьянам. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это фамилия простонародная, что подтверждается её прозрачной ремесленной или бытовой основой.