Фамилия Велиженкова образована от мужской формы Велиженков, а та, в свою очередь, — от прозвища или имени Велижень. Основа здесь не самая очевидная: в ней нет ничего общего с «величием» или «великаном». Скорее всего, в основе лежит слово «вель» — в древнерусских говорах так называли высокое, но топкое место, болото, поросшее кустарником. Человек, живший у такого места или на таком участке, мог получить прозвище Велижень, то есть «житель велижи». Суффикс -ен- в этом прозвище указывает на принадлежность к местности, как, например, в словах «селянин» или «волжанин».

Модель образования фамилии — притяжательное прилагательное с суффиксом -ов: Велиженков буквально означало «сын Велиженя» или «потомок Велиженя». В женском роде фамилия приобрела окончание -а. Это типичная русская фамилия, сформировавшаяся в крестьянской или мещанской среде не позднее XVII–XVIII веков, когда отчества на -ов/-ев стали закрепляться как наследственные.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России. Встречается в старых писцовых книгах Новгородской и Вологодской губерний — именно там топоним «вель» и его производные были распространены. Вологодское село Вельское и река Вель — прямое подтверждение этой связи. В южных говорах подобная основа почти не фиксируется, что делает фамилию маркером северного или среднерусского происхождения её носителей.

В написании фамилии возможен вариант с одной буквой «л» — Велиженков, но он встречается реже и, вероятно, является результатом упрощения на письме. В любом случае, корень один, и значение не меняется: предки человека с фамилией Велиженкова, скорее всего, жили на болотистой низине или у реки Вель, и их прозвище закрепилось за родом на несколько столетий.