Фамилия Пленков образована от прозвища или нецерковного имени Пленко. Основа здесь — «плен» в значении «пленный, невольник». В древнерусском языке слово «пленъ» означало и само пленение, и захваченного человека. Соответственно, Пленком могли назвать человека, который побывал в плену, вернулся из неволи, либо, по другой версии, того, кто брал пленных — воина, участвовавшего в набегах. Прозвища по обстоятельствам жизни (беда, плен, сиротство) были распространены на Руси: они давались не в обиду, а как отличительный признак, по которому человека знали в общине.

Суффикс -к- в основе Пленко — типичный для древнерусских уменьшительно-ласкательных или обиходных форм личных имён и прозвищ. Такие имена на -ко (Петро, Васько, Пленко) были особенно характерны для юго-западных земель, в первую очередь для украинских и белорусских территорий, а также для южнорусских областей. Фамилия Пленков возникла по патронимической модели: «чей?» — Пленков, то есть сын или потомок Пленка. Суффикс -ов указывает на принадлежность к роду, что типично для русских фамилий, сформировавшихся в XVI–XVII веках.

Менее вероятна, но возможна связь с топонимом. В России и Беларуси встречаются названия населённых пунктов вроде Пленка, Пленки, Пленково. В таком случае фамилия могла закрепиться за выходцем из этих мест. Однако прозвищное происхождение — основное и более правдоподобное: фамилии от личных прозвищ всегда численно преобладают над топонимическими.

Встречаемость фамилии Пленков невысокая. Она фиксируется в центральных и южных регионах России, а также на востоке Украины. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) отдельного разбора Пленкова нет, но типологически она входит в группу фамилий от прозвищ, связанных с социальным положением или военным опытом. Сравните: Полонянинов, Пленников — те же смысловые гнёзда.

Примечательно, что фамилия Пленков не перешла в разряд «говорящих» и не стала предметом шуток, как некоторые другие «пленные» фамилии. Вероятно, потому, что прозвище Пленко в своё время было нейтральным именованием, а не обидным ярлыком. Для носителя фамилии сегодня это означает, что его предок, скорее всего, был человеком с непростой биографией — либо прошедшим плен, либо участвовавшим в военных походах, где плен был обычным делом.