Фамилия Маренова — женская форма от Маренов, и её ключ к происхождению лежит в мужском имени или прозвище Марен. В русской ономастике это редкий случай, когда основа неочевидна: она может восходить как к крестильному имени, так и к мирскому прозвищу, связанному с растением.

Первая и наиболее вероятная версия — от имени Марена, которое является народной формой канонического имени Марин (от латинского marinus — «морской»). В русском языке имя Марин давали редко, но его уменьшительные варианты — Маря, Мареня — встречались в крестьянской среде. Суффикс -ов образует типичную русскую фамилию по отчеству: Маренов буквально значит «сын Марена». Женская форма Маренова закрепилась за дочерью или женой носителя фамилии.

Вторая гипотеза — от прозвища Марена, данного человеку по сходству с растением марена красильная (Rubia tinctorum), из корней которой добывали стойкий красный краситель. Прозвище могли получить либо крестьянин, занимавшийся выращиванием и переработкой марены, либо человек с рыжими волосами или румяным лицом — по ассоциации с цветом. Эта версия менее распространена, но имеет под собой историческую основу: в центральных и южных губерниях России марена культивировалась вплоть до XIX века, пока её не вытеснили анилиновые красители.

Географически фамилия Маренов/Маренова встречается нечасто, но фиксируется в основном в южнорусских и поволжских регионах — там, где было развито красильное ремесло. Редкость фамилии объясняется тем, что имя Марен никогда не было массовым, а прозвище имело узкопрофессиональный характер. В отличие от более частых однокоренных фамилий вроде Маринин или Маринкин, Маренова сохранила архаичную основу без уменьшительного суффикса, что указывает на её более раннее происхождение — скорее всего, XVI–XVII века.

Словообразовательная модель проста: основа Марен + типовой суффикс принадлежности -ов. Ударение в фамилии обычно падает на первый слог — Ма́ренова, хотя в некоторых говорах возможно смещение на второй. В дореволюционных документах встречается вариант написания Маренова без удвоения «н» — это нормально для русской орфографии того времени.