Фамилия Фрегенталь — случай, когда корни лежат не в русской почве, а в немецкой топонимике. Это типичная немецкая фамилия, образованная по модели «название местности + суффикс -таль». Вторая часть, «-таль», восходит к немецкому Tal — «долина». Первая часть, «Фреген-», скорее всего, связана с личным именем или названием поселения. Вероятнее всего, Фрегенталь — это указание на родовое поместье или деревню, откуда происходил первый носитель фамилии. В Германии есть несколько населённых пунктов с похожими названиями, например, Фреген (Fregen) в Баварии. Таким образом, фамилия буквально означает «долина Фрегена» или «житель долины Фрегена».

В Россию фамилия попала с волнами немецкой колонизации, прежде всего в XVIII–XIX веках, когда Екатерина II приглашала переселенцев из немецких земель осваивать Поволжье и Новороссию. Немецкие колонисты часто получали фамилии по названиям своих родных деревень или по новым местам поселения. Фрегенталь могла стать фамилией целой семьи, которая основала хутор или колонию с таким именем. В документах встречаются варианты написания: Фрегенталь, Фрегендаль, Фрегентальт — это результат адаптации немецкого звучания к русской письменности.

Фамилия не получила широкого распространения в России и остаётся довольно редкой. Она не имеет отношения к славянским суффиксам (-ов, -ин, -ский), поэтому её носители — почти наверняка потомки немецких колонистов, которые сохранили родовое имя в неизменном виде. В XX веке, особенно после депортации немцев в 1941 году, многие носители фамилии оказались разбросаны по Сибири, Казахстану и Средней Азии. Сегодня Фрегенталь встречается в России, Германии и странах бывшего СССР, но везде — как память о конкретной долине в немецких землях.