Фамилия Шмаренков образована от прозвища Шмаренок через патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Шмаренка). В основе лежит диалектное слово «шмара» — так в южнорусских и украинских говорах называли мелкую рыбу, вроде уклейки или верховодки, или же болотную тину. Прозвище Шмаренок мог получить либо человек невысокого роста и щуплого телосложения (сравнение с мелкой рыбёшкой), либо тот, кто жил у болотистого берега. Есть и более редкая версия: в рязанских и тамбовских говорах «шмарить» означало «палить, жечь», и Шмаренком могли прозвать того, кто работал у печи или лесного костра.

Фамилия Шмаренков встречается почти исключительно в центральных областях России — в Тульской, Рязанской, Липецкой и Орловской губерниях. Это указывает на её местное, а не привозное происхождение. В отличие от более распространённых Шмаровых или Шмариных, форма с суффиксом -енк- (Шмаренок) характерна для восточноукраинского и южнорусского прозвищного словообразования, где уменьшительный суффикс -енко закрепился в фамилии как -енков после русификации.

В дореволюционных переписях Шмаренковы чаще всего числились государственными крестьянами или однодворцами — потомками служилых людей, охранявших южные границы Московского государства. Сословной элиты среди них не было: фамилия оставалась крестьянской и мещанской вплоть до XX века.