Фамилия Ченёнова хранит в основе слово, которого в современном литературном языке почти нет, — «ченя». Это диалектное или просторечное прозвище, которое давали человеку за его характер. В русских говорах «ченя» означала нечто мелкое, незначительное, иногда — капризного или привередливого человека, того, кто «ченяется», то есть жеманится, ломается, ведёт себя неестественно. Глагол «чениться» (или «чиниться») в значении «стесняться, ломаться, церемониться» хорошо известен по классической литературе XIX века. Таким образом, Ченёнов — потомок того, кого в окружении прозвали Ченёном (или Ченей) за манеру держаться с преувеличенной скромностью или за мелочную придирчивость.

Фамилия образована по самой распространённой русской модели: от прозвища на -а (-я) с помощью патронимического суффикса -ов. Ударение в исходном прозвище, скорее всего, падало на второй слог — Ченя́, поэтому и фамилия произносится как Ченёнов (под ударением — ё). Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «чён» — так в некоторых областях называли чуб, хохол, и тогда прозвище относилось к внешности. Но вариант «от характера» встречается чаще.

В письменных источниках фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании. Она характерна для центральных и северных областей России, где были сильны диалектные говоры с глаголом «чениться». В метрических книгах XIX века Ченёновы изредка фиксируются в Вятской и Костромской губерниях. Встречается и вариант написания через «о» — Чененов, но с буквой «ё» фамилия точнее передаёт произношение и происхождение.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Ченцов, Ченников — показывает, что корень «чен-» в русском ономастиконе связан именно с поведенческими характеристиками, а не с ремёслами или географией. Так что предки современного носителя фамилии Ченёнова, скорее всего, были крестьянами или мещанами, получившими уличное прозвище за свой нрав — не злой, но с оттенком манерности или обидчивости.