Фамилия Шпаненков происходит от прозвища или нецерковного имени Шпаненок. Основа здесь — «шпан» или «шпаня», а суффикс «-енок» указывает на молодое существо или детёныша. В русских говорах слово «шпан» (или «шпана») имело два основных значения: мелкий воришка, пройдоха, либо просто бродяга, сорванец. Однако в данном случае речь идёт не о взрослом человеке, а о подростке или мальчишке с таким поведением — «шпанёнок». Такие прозвища давали шаловливым, озорным детям или молодым людям, которые промышляли мелкими кражами.

Модель образования типична для русских фамилий: сначала появилось прозвище Шпаненок, затем от него образовалась фамилия Шпаненков через патронимический суффикс «-ов». То есть буквально «Шпаненков» — это «сын Шпаненка». Такая цепочка встречается нередко: сначала уменьшительно-ласкательная или уничижительная форма, потом фамилия.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и, возможно, украинским регионам. Суффикс «-енок» (в украинском варианте «-енко») особенно распространён на территории бывшей Слобожанщины, в Курской, Воронежской, Белгородской областях, а также на Дону. Встречаются также варианты написания Шпаненко и Шпанаков, но Шпаненков — именно русская форма с твёрдым окончанием.

Спорных версий здесь немного. Можно было бы предположить связь с немецкой фамилией Шпан (Spahn) или еврейской Шпана, но суффикс «-енок» — однозначно славянский, а не заимствованный. Поэтому версия о местном прозвище выглядит единственно правдоподобной. Предки носителей этой фамилии, скорее всего, были людьми незнатного происхождения — крестьянами или посадскими, а прозвище отражало характер или поведение основателя рода.