Фамилия Шепуленкова — женская форма, а её мужской вариант — Шепуленков. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Шепуленок, которое, в свою очередь, образовано от корня «шеп-» или «шепел-». Самая прямая и очевидная версия: прозвище дали человеку с шепелявым произношением. В русских говорах «шепелять», «шепелюн» — говорить нечисто, с присвистом. Суффикс -енок (-онок) в фамилиях характерен для северных и центральных областей России (Архангельская, Вологодская, Костромская губернии) и указывает на «младшего»: Шепуленок — буквально «сын или потомок Шепелявого». Модель образования с -енков (Шепуленков) типична для фамилий, возникших из отчеств: «чей?» — Шепуленков, то есть сын Шепуленка.

Есть и менее вероятная, но допустимая версия, связывающая фамилию с диалектным словом «шепула» — в некоторых говорах так называли мелкую щепку, стружку, а также нечто хрупкое, лёгкое. Прозвище Шепула мог получить человек худощавого телосложения или, напротив, столяр, плотник, работающий с деревом. Однако фонетический переход «шепула» → «Шепуленок» встречается реже, чем производное от дефекта речи.

Фамилия редкая, не попала в массовые списки дворянских или купеческих родов. Скорее всего, её носили крестьяне или посадские люди из северной или северо-восточной части России. Суффикс -ов в окончании (Шепуленков) указывает на то, что фамилия закрепилась в письменных документах не раньше XVII–XVIII веков, когда на смену патронимическим прозвищам пришли фамильные формы. Встречается также вариант написания Шепеленков — с буквой «е» в корне, что лишь подтверждает связь с шепелявостью.