Фамилия Топоренков образована от прозвища Топорёнок, Топорок — «маленький топор», а в переносном смысле так могли назвать человека с острым, рубящим характером или того, кто постоянно носил с собой топор, например, плотника, лесоруба, дровосека. В основе лежит слово «топор», а суффикс -ёнок/-ок указывал на уменьшительность или на молодого человека — сына Топора. Таким образом, Топоренков буквально означает «потомок Топорёнка».

Модель образования фамилии — патронимическая, на -ов: Топорёнок → Топоренков. Это стандартный для русских фамилий способ: суффикс -ов присоединялся к основе, оканчивающейся на согласный, и указывал на принадлежность («чей?» — сын Топорёнка). Интересно, что в некоторых говорах «топорёнком» называли не только инструмент, но и бойкого, резкого человека, так что прозвище могло относиться к характеру, а не к ремеслу.

В русской ономастике фамилия Топоренков не относится к числу самых распространённых, но встречается преимущественно в центральных и северных регионах России, где лесные промыслы и плотницкое дело были основой хозяйства. Родственные фамилии — Топоров, Топорков, Топорищев — все они восходят к той же «топорной» основе, но Топоренков выделяется уменьшительным суффиксом, что может говорить о более позднем происхождении или о прозвище, данном младшему члену семьи.

Споров о происхождении фамилии практически нет: корень прозрачен, а суффиксальная модель типична. Единственная альтернативная версия — связь с тюркским словом «топор» (в значении «сытый, довольный») — маловероятна для фамилии с русским суффиксом -енков, характерным именно для восточнославянской антропонимии.