Фамилия Попельков — одна из тех, где корень кажется знакомым, но не даёт однозначного ответа. Самая вероятная основа — слово «попел» (южнорусский и украинский вариант слова «пепел»). В таком случае прозвище Попел или Попелок могли дать человеку с очень светлыми, пепельными волосами, либо тому, кто работал с золой, например, сжигал древесный уголь или вываривал поташ. Связь с пеплом встречается в фамилиях и топонимах юга России и Украины (сёла Попелёв, Попелы), что делает эту версию самой естественной.

Модель образования — суффикс -ов, типичный для русских фамилий, указывающий на принадлежность: «сын Попелка». Уменьшительная форма Попелок (или Попелько) могла закрепиться как прозвище, а затем перейти в фамилию. Вторая, менее очевидная версия — связь с диалектным глаголом «попелять» (бранить, журить). Тогда Попельком прозвали ворчливого или строгого человека, но такая гипотеза слабее, потому что в основе фамилий обычно лежат существительные, а не глаголы.

В отличие от множества фамилий на -ов, здесь суффикс присоединяется не к полному имени или профессии, а к прозвищу, что указывает на недворянское происхождение: Попельковы — скорее всего, крестьяне или мещане, получившие фамилию по уличному прозвищу. По данным переписей, фамилия встречается преимущественно в западных и южных регионах России — в Смоленской, Брянской, Ростовской областях, что косвенно подтверждает южнорусский корень «попел».

Интересная деталь: в некоторых говорах слово «попел» означало не только пепел, но и мелкую пыль, труху. Если прозвище возникло в такой среде, оно могло относиться к человеку неопрятному или, наоборот, к тому, кто просеивал муку или золу, — ремесленнику, чья работа была связана с пылью. Убедительных данных о знаменитых носителях фамилии нет, что типично для фамилий, не попавших в дворянские родословные книги.