Фамилия Помоленкова — женская форма фамилии Помоленков, типичная для центральной России. Её основа, скорее всего, связана не с «молоком», как может показаться на первый взгляд, а с глаголом «помолоть» или с ремеслом мельника.

Разберём словообразовательную модель. Суффикс -ов- в мужской форме указывает на принадлежность: Помоленков — «чей?» — сын или потомок Помоленка. А вот «Помоленок» — это прозвище, образованное от глагола «помолоть» (размолоть зерно) с помощью уменьшительного суффикса -енок. В старину на Руси так могли назвать человека, который работал на мельнице, помогал молоть муку, либо того, кто был учеником мельника. Прозвище «Помоленок» буквально означает «маленький помольщик» или «тот, кто приставлен к помолу».

Версия с «молоком» (от слова «молоко») менее вероятна. В говорах слово «помоленка» встречается редко, но если и существует, то обычно обозначает не человека, а предмет — например, посуду для молока. Для фамилии от такого прозвища скорее ожидалась бы форма «Молоков» или «Молочников». «Помоленков» же чётко указывает на процесс — помол.

Географически фамилия редкая, её очаг, по данным современных справочников, сосредоточен в Поволжье — особенно в Самарской и Ульяновской областях. Это косвенно подтверждает «мельничную» версию: в этих регионах в XIX веке было много водяных и ветряных мельниц, а прозвища по ремеслу давали часто.

В некоторых говорах слово «помол» имело и переносное значение — «пустая болтовня», «молоть языком». Однако для прозвища, ставшего фамилией, эта версия слабая: в документах и переписях такие прозвища фиксировались редко, а «Помоленков» встречается в метрических книгах именно в среде крестьян-земледельцев, а не праздных говорливых людей.

Таким образом, предок современных Помоленковых, вероятно, был мельником или работником на мельнице. Фамилия сохранила память о труде, связанном с переработкой зерна — основном занятии крестьян нечернозёмной полосы России.