Фамилия Маренниковы образована от мирского имени Марена. В дохристианской Руси такие имена давали в честь растений: Мареной называли красильное растение, из которого добывали стойкий красный краситель. Потомок человека по имени Марена со временем получал фамилию Маренников — по модели «чей?» — «маренин сын», к которой добавился патронимический суффикс -ов, характерный для русских фамилий.

Суффикс -ников встречается реже, чем просто -ов, и указывает на двойное отчество: сначала от имени Марена образовали отчество Маренник (Маренин сын), а затем уже от него — фамилию Маренников. Такая словообразовательная цепочка встречается в русских фамилиях, но не так часто, как одноступенчатая модель, что делает фамилию Маренниковы более редкой по типу образования.

Само имя Марена — нецерковное, то есть не из святцев. На Руси до XVII века такие имена были обычны: ребёнка могли назвать в честь растения, животного или по внешнему признаку. Марена — родственница подмаренника, и её корень «мар-» связывают с красящими свойствами (ср. «марать» — пачкать, красить). В народной культуре Мареной также называли чучело, которое сжигали на Масленицу, но вряд ли это стало основой для имени — скорее растение.

География фамилии Маренниковы тяготеет к центральным и южным областям России, где росла марена и где было развито красильное ремесло. Встречается она и в Поволжье. Точное место и время возникновения фамилии сейчас установить сложно — процесс формирования русских фамилий шёл несколько столетий, с XVI по XIX век, и фамилия могла закрепиться в разных родах независимо.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями: Маренов, Маренин, Маренков — то Маренниковы стоят особняком из-за суффикса -ник, который может указывать на профессию: «маренных дел мастер», то есть красильщик мареной. Но это лишь версия: прямое значение фамилии — «сын Маренника», то есть потомок человека, которого звали Маренник (от имени Марена).