Фамилия Марёнкина — женская форма фамилии Марёнкин. В русской традиции такие фамилии образовывались от мужского имени или прозвища с помощью суффикса -ин, указывающего на принадлежность: «чей?» — Марёнкин, то есть сын или потомок Марёнки.

Ключ к пониманию фамилии — основа «Марёнк(а)». Это уменьшительно-ласкательная форма от имени Марья (Мария) или от мужского имени Мар (редкое каноническое имя Мар, Марр). Однако есть и вторая, бытовая версия: в южнорусских и украинских говорах «марёнка» — это уменьшительное от «мара», то есть «призрак», «наваждение», а в переносном смысле — неопрятная, неряшливая женщина. В этом случае прозвище Марёнка мог получить человек с необычной внешностью или привычками, и фамилия пошла от этого прозвища.

Словообразовательная модель типична для северных и центральных областей России: суффикс -ин (-ын) характерен для фамилий, образованных от основ на -а/-я. Фамилия Марёнкин (и её женская форма) встречается в Вологодской, Костромской, Ярославской областях, а также в Поволжье — там, где имя Марья было особенно распространено.

В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться через «е» — Маренкина, что связано с акающим произношением: в безударной позиции «ё» звучало как «е». Современное написание с буквой «ё» закрепилось в советских паспортах 1930-х годов. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Марёнкина.

Сравнение с родственными фамилиями — Марьин, Марьенков, Маркин — показывает, что все они восходят к одному корню (Мар-), но различаются суффиксами. Марёнкина стоит в ряду «ласковых» фамилий, образованных от уменьшительных форм, что говорит о тёплом, семейном прозвище предка, а не о его профессии или социальном статусе.