Фамилия Псенкова — редкая и морфологически прозрачная, но с неочевидной основой. Это женская форма фамилии Псенков, а её ядро — слово «псёнок», то есть щенок. В русских говорах «псёнок» (от «пёс») означало не только детёныша собаки, но и использовалось как прозвище: так могли назвать молодого, неопытного человека, либо того, кто, наоборот, был верным, как щенок, или же обладал какой-то «собачьей» чертой — злобой, услужливостью, бродяжничеством. В ономастике прозвища от названий детёнышей животных встречаются, но реже, чем от взрослых особей, что делает Псенкова нестандартной.

Суффикс -ов- в основе — стандартный русский патронимический формант, указывающий на принадлежность: «чей сын?» — Псенков, то есть сын Псёнка. Модель образования типична для крестьянских и мещанских фамилий центральной России, но географически фамилия встречается точечно. По данным открытых источников, основные очаги — Воронежская и Волгоградская области, а также единичные случаи в Сибири. Это не случайность: в южнорусских говорах слово «псёнок» было более употребительным, чем в северных.

Важный нюанс — фамилия могла возникнуть и от имени или прозвища Псён, без уменьшительного суффикса. В старых документах встречается некалендарное имя Пёс (отражающее древнюю славянскую традицию «обережных» имён), и Псёнок — его закономерная производная. В таком случае фамилия Псенков — это «внук» по прозвищу, существовавшему ещё в допетровскую эпоху.

Ошибочно связывать Псенкова с фамилиями типа Псарёв или Псарчук: те образованы от профессии (псарь — слуга, ухаживающий за собаками), а Псенков — от прозвища, а не от рода занятий. В словаре Б. Унбегауна эта фамилия не упоминается, что подтверждает её локальный и нечастый характер. Зато в метрических книгах XIX века по Воронежской губернии фамилия фиксируется у крестьян-однодворцев — потомков служилых людей, что указывает на возможную древнюю основу, уходящую в XVI–XVII века.