Фамилия Вартенкова — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В отличие от распространённых фамилий на -ов/-ев, образованных от крестильных имён, здесь мы имеем дело с основой, которая почти наверняка связана не с русским, а с немецким или, шире, западноевропейским корнем.

Слово «вартен» (Warten) в немецком языке означает «ждать», а «варте» (Warte) — «сторожевая башня», «наблюдательный пункт». Верхненемецкое «варт» (Wart) — «сторож», «хранитель». Поэтому первая и наиболее вероятная версия: фамилия Вартенков (а женская форма Вартенкова — от неё) образована от прозвища Вартенок, которое дали человеку, связанному с несением караульной службы или жившему у сторожевой вышки. Суффикс -ок указывает на уменьшительно-пренебрежительную или, наоборот, «младшую» форму (сын сторожа, младший сторож).

Вторая версия, менее очевидная, но тоже возможная: фамилия могла возникнуть от географического названия. В Германии есть несколько населённых пунктов с корнем Warten (например, Вартенберг), а также город Вартенбург. Переселенцы из этих мест, попадая в Россию, могли получить фамилию по месту выхода. Русский суффикс -ов превратил немецкую основу в типичную русскую фамилию, что характерно для обрусевших немцев или для случаев, когда иноязычное прозвище адаптировалось в крестьянской среде.

Интересно, что фамилия почти не встречается в центральных русских губерниях. Её очаги — северо-запад России (бывшая Новгородская, Псковская губернии) и Поволжье. Это косвенно подтверждает «немецкий след»: в Поволжье были колонии немецких поселенцев, а на северо-западе — исторические контакты с Прибалтикой, где немецкое влияние было сильным. Вартенковы могли быть потомками остзейских немцев, перешедших на русскую службу, или крещёных немцев-колонистов.

Словообразовательная модель проста: к основе Вартен- добавлен суффикс -ок (как в фамилиях Козлёнок, Рыжонок), а затем патронимический суффикс -ов. Ударение, скорее всего, падает на второй слог (Варте́нкова), хотя в разговорной речи возможны варианты. Сравните с однокоренными, но более редкими фамилиями Вартенберг, Вартенбург — они остались без русификации, что указывает на более позднее или дворянское происхождение их носителей.

Таким образом, предок современных Вартенковых, по всей видимости, был либо сторожем, либо выходцем из немецких земель, либо потомком того и другого. Фамилия эта — яркий пример того, как иноязычное прозвище, пройдя через русскую морфологию, стало звучать по-родному, но сохранило память о своём нерусском корне.