Фамилия Доренцев — редкий случай, когда суффикс -ев не прикрепляется к очевидной основе. В русских фамилиях -ев обычно следует за мягким согласным или шипящим (Иванов, но Ильин), а здесь мы видим сочетание «-нц-», которое выбивается из стандартной модели. Скорее всего, в основе лежит прозвище или имя, оканчивающееся на -ец, и фамилия образована по схеме «Доренец + -ев». То есть сначала было прозвище Доренец, а уже от него — фамилия Доренцев, как, например, Кузнецов от Кузнец.

Самая правдоподобная версия связывает фамилию с глаголом «дорожить» в значении «ценить, беречь». Доренец — человек, которого берегли, ценный работник или член семьи. Есть иная, менее вероятная гипотеза: связь с диалектным «дор» — расчищенное место в лесу, пашня на месте вырубки. Тогда Доренец — крестьянин, живший или работавший на таком участке. Но в этом случае ожидалась бы фамилия Доренков или Доренский, а суффикс -ец в прозвище скорее указывает на человека по его свойству, а не по месту.

По географии фамилия тяготеет к центральным и южным областям России, но не образует плотных гнёзд, как типичные «ремесленные» фамилии. Встречаемость низкая, что подтверждает её прозвищное, а не сословное происхождение — Доренцевы не были массовым родом бояр или однодворцев. Интересно, что в некоторых говорах «дорогой» произносили как «дореной», что могло дать основу «Дорен» и далее уменьшительное «Доренец» — «маленький дорогой», ласковое прозвище ребёнка. Это объясняет и редкий суффикс, и мягкость звучания.

Сравните с однокоренными фамилиями: Дорогов, Дорогин, Дорогой. Все они образованы от прилагательного «дорогой» в разных формах. Доренцев стоит особняком: он не говорит о цене или знатности напрямую, а скорее о личном отношении — «тот, кого дорожат». Это делает фамилию не просто указанием на предка, а отражением его места в семье или общине.