Фамилия Понкратенков — редкий случай, когда в одном слове сплелись разговорная народная форма имени, уменьшительный суффикс и отчество, превратившееся в наследную фамилию. В основе лежит имя Понкрат — просторечный вариант канонического Панкратий (от греческого «панкратес» — «всесильный, всемогущий»). В русских говорах «а» после «п» часто переходило в «о» под влиянием аканья или простонародного произношения, так Панкрат превратился в Понкрата.

Дальше вступает в дело модель, типичная для северных и центральных областей России. От имени Понкрат образовали отчество Понкратенок — «сын Понкрата». Суффикс -енок (в старом написании -ёнок) в XV–XVII веках активно использовался для обозначения детей и молодых людей, особенно в Новгородской земле, на Вятке, в Поморье. Позже, когда фамилии закреплялись, к этой форме добавили патронимический суффикс -ов, получив Понкратенков — буквально «сын того, кто был сыном Понкрата». Такая трёхступенчатая конструкция (имя → отчество на -енок → фамилия на -ов) встречается нечасто и сразу выдает регион бытования: скорее всего, предки носителя фамилии жили в бывших новгородских владениях или на Русском Севере.

Стоит заметить, что в некоторых говорах фамилия могла закрепиться и без конечного -ов — как Понкратенок или Понкратенков. Вариант с -ов победил при унификации фамилий в XIX веке, но в архивных записях можно встретить обе формы. С точки зрения социального происхождения, Понкратенковы — почти наверняка крестьянский или мещанский род: сложные отчества с суффиксами -енок/-онок редко встречались у дворянства, которое предпочитало модели на -ов/-ев от полных имён.

Если сравнить с однокоренными фамилиями — Панкратов, Панкратьев, Понкратов, — то Понкратенков выделяется именно «сыновним» суффиксом. Он не просто указывает на предка по имени Понкрат, а подчёркивает, что в семье долго сохранялась традиция называть сына «Понкратёнком», пока это прозвание не стало наследным.