Фамилия Подтёлков — один из тех случаев, когда в основе лежит не имя, не ремесло, а географический объект, причём с чёткой региональной привязкой. Образована она по стандартной модели от названия реки или хутора Подтёлок (Подтёлков). Такое название встречается на Дону, в бассейне Хопра — есть хутор Подтёлков в Волгоградской области, а в прошлом — речка Подтёлок, левый приток Хопра. Корень «тёл» в гидрониме не связан с животным (телёнком), а восходит к диалектному «тёлок» — углубление, яма, омут, часто в значении «подтёк» или «подтопленное место». То есть Подтёлок — это «место под водой» или «заливной луг». Человек, живший на таком хуторе или у такой реки, получал прозвище Подтёлко, а его потомки — фамилию Подтёлковы.

Модель образования проста: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?» — сын Подтёлка). Фамилия типична для южнорусских областей, особенно для казачьих земель Войска Донского. В старых метрических книгах и ревизских сказках она фиксируется именно в Области Войска Донского, что подтверждает её донские корни. Любопытно, что ударение в фамилии — на ё, и это не случайно: буква ё сохраняет следы местного произношения, где слово «подтёлок» звучало именно так, а не через е.

Самая известная историческая фигура с этой фамилией — Фёдор Григорьевич Подтёлков (1886–1918), донской казак, один из лидеров большевиков на Дону в годы Гражданской войны. Его происхождение из хутора Подтёлковского (ныне — в Кумылженском районе Волгоградской области) как раз и иллюстрирует топонимический характер фамилии. Однако не стоит связывать всех носителей только с этим хутором: одноимённые урочища и балки встречаются и в других местах донского края.

В написании фамилии возможна вариативность: в дореволюционных документах её могли записывать как «Подтелков» (без ё), но правильное произношение с ё закреплено в современном русском языке. Другие версии происхождения — от прозвища Подтёлка (человек, который «подтёк», то есть подкрался незаметно) — маловероятны, так как не объясняют ни географического распространения, ни устойчивой связи с конкретной местностью. Таким образом, Подтёлков — фамилия, которая почти наверняка указывает на предка-казака, жившего на донском хуторе у речки или оврага с названием Подтёлок.