Фамилия Черенова — это женская форма фамилии Черенов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Черен. Основа здесь — слово «черен», которое в русских говорах имело несколько значений. Самое прямое — рукоятка, ручка инструмента: черен ножа, черен косы, черен лопаты. Так могли прозвать мастера, который делал черенки, или человека, который постоянно носил с собой орудие с приметным череном.

Однако у слова «черен» есть и другое, менее очевидное значение — «черешок», то есть стебелёк листа или плода. В этом смысле прозвище могло быть ироничным, данным за худобу или высокий рост. Встречается и значение «черепок», «обломок глиняной посуды» — тогда Череном называли гончара или просто неряшливого человека.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность (чей? — Черенов, то есть сын или потомок Черена). Фамилия фиксируется в разных регионах, но особенно характерна для южнорусских областей — Курской, Орловской, Воронежской, где слово «черен» в значении «рукоятка» было в ходу. Встречается она и на Дону, среди казачества.

Стоит отметить, что фамилия Черенова не имеет отношения к слову «чёрный» (от которого пошли Черновы). У неё другой корень, и путать эти две фамилии не стоит. В некоторых говорах «черен» произносили с ударением на первый слог — чёрен, что могло дать вариант написания Чёренов, но в современном написании закрепилась форма через Е.