Фамилия Желков происходит от прозвища или нецерковного имени Желк. В древнерусском языке слово «желк» имело два основных значения: желчь (как физиологическая жидкость) и переносно — злоба, раздражительность, едкий характер. Человека с тяжёлым, сварливым нравом могли прозвать Желком. Вторая, менее очевидная версия связывает прозвище с цветом: «желк» в некоторых говорах означало нечто жёлтое, например, жёлтую глину или выцветшую ткань. Тогда прозвище мог получить либо светловолосый человек, либо тот, кто работал с жёлтой краской или глиной.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Желков — «сын Желка». Окончание закрепилось в XVI–XVII веках, когда фамилии на -ов/-ев стали массово вытеснять более ранние формы. Интересно, что фамилия не слишком распространена: её очаги встречаются в центральных областях России (Тверская, Ярославская, Московская губернии) и на Урале, куда переселенцы принесли прозвище в XVII веке.

В ономастике фамилию Желков иногда путают с Желтковым, но это разные образования. Желтков происходит от слова «желток» (яйцо или часть яйца), а Желков — напрямую от «желк». В говорах слово «желк» могло звучать как «жёлк», что отражало местное аканье или оканье, поэтому в старых документах встречаются варианты Жёлков и Желков.

Среди носителей фамилии преобладали крестьяне и посадские люди. В писцовых книгах XVI века упоминаются крестьяне с прозвищем Желк в Новгородской земле, а в переписях XVIII века — однодворцы Желковы в Курской губернии. Дворянских родов с этой фамилией в гербовниках нет, что косвенно подтверждает её простонародное происхождение.