Фамилия Гренцова — женская форма фамилии Гренцов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Гренец. Самая вероятная версия связывает основу с немецким словом «Grenze» — граница. В таком случае прозвище Гренец мог получить человек, живший на границе земель, на окраине села или у пограничного столба. В русских говорах это слово могло закрепиться в значении «рубеж», «межа», а прозвище — относиться к тому, кто держал заставу или просто обитал на отшибе.

Менее распространённая версия — связь с топонимом. Есть несколько населённых пунктов с корнем «Гренц»: например, Гренц-ау (Grenzau) в Германии или Гренц (Grenz) на территории бывшей Пруссии. Переселенцы из этих мест могли получить фамилию по названию родной деревни. Для России это характерно для регионов, куда в XVIII–XIX веках приглашали немецких колонистов, — Поволжье, Новороссия, Санкт-Петербургская губерния.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий от основ на твёрдый согласный. Если бы исходное имя звучало как Гренец, то «Гренцов» буквально означает «сын Гренца» или «принадлежащий Гренцу». Встречаются и варианты написания: Гренцев (через -ев, если основа в произношении смягчалась) или Гренцова (женская форма). В дореволюционных метрических книгах можно найти обе формы, но «Гренцов» встречается чаще.

Сословное происхождение фамилии определить сложно: носители могли быть и крестьянами-переселенцами, и мещанами. В списках почётных граждан и купцов XIX века эта фамилия не фиксируется, что говорит скорее о простонародном или однодворческом корне. В современной России фамилия редкая, встречается в основном на юге страны и в центральных областях — там, где оседали немецкие колонисты после отмены крепостного права.