Фамилия Удергенова женская, её мужской вариант — Удергенов. В основе фамилии лежит тюркское имя или прозвище Удерген, и здесь сразу стоит оговориться: это не самый распространённый корень, поэтому однозначной этимологии нет. Скорее всего, имя восходит к тюркскому «удер» или «удюр» — в некоторых тюркских языках так называли сильного, упорного человека или, в ином значении, «ведущий», «вожак». Суффикс -ген в тюркских именах часто указывает на обладание качеством или происхождение (сравните с именами типа Ерген, Кутлуген). Таким образом, Удерген могло означать «обладающий силой» или «ведущий за собой».

Русский суффикс -ов (в женской форме -ова) стандартно прибавлялся к тюркским основам при оформлении фамилий в среде крещёных татар, башкир, казахов и других народов, входивших в состав Российской империи. Фамилия Удергенова — типичный пример того, как личное имя или прозвище превращалось в наследственное родовое имя через модель «чей?» — «сын Удергена».

Географически фамилия встречается в основном в регионах с тюркским населением: в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области, а также у казахов. Встречаются варианты написания с «ё» (Удергёнова) или с удвоением согласных (Уддергенова), но это скорее исключения, связанные с ошибками в документах или диалектным произношением.

Социальный состав носителей фамилии был смешанным: среди предков могли быть как крестьяне, так и служилые люди — казаки или мелкие чиновники из местных народов. Отдельной дворянской ветви с такой фамилией не зафиксировано, что типично для фамилий недворянского происхождения. В целом, Удергенова — редкая фамилия, и её носители, скорее всего, ведут род из одного или нескольких соседних селений, где имя Удерген было когда-то популярно.