Фамилия Матренчев образована от просторечной формы женского имени Матрёна — Матреня. В русской традиции фамилии на -ев/-ов часто возникали от имён матерей, когда отчество или прозвище закреплялось за ребёнком, воспитанным одной матерью, или в семьях, где женщина играла заметную роль. Имя Матрёна (от латинского matrona — «знатная женщина», «мать семейства») было очень распространено в крестьянской среде, особенно в XIX веке, поэтому фамилия Матренчев встречается сравнительно редко: её носители — потомки людей, которых в быту называли «Матренчев» — сын или внук Матрени.

Словообразовательная модель типична для русского Севера и центральных губерний: суффикс -ев (после мягкого согласного «н») указывает на принадлежность. Сравните с фамилиями Авдотьев, Натальев, Дарьев — все они образованы по тому же принципу от женских имён. Интересно, что ударение в фамилии, скорее всего, падает на первый слог — Ма́тренчев, хотя в некоторых говорах могли ставить на второй: Матре́нчев. Это зависит от местного произношения имени Матрёна.

В дореволюционных документах встречаются варианты написания: Матренин, Матреничев, Матрёнкин, но Матренчев — более редкая форма, сохранившая именно суффикс -ев, а не -ин. Географически фамилия тяготеет к Вологодской, Архангельской и Костромской областям — регионам, где имя Матрёна было особенно популярно и где отчества от женских имён фиксировались чаще, чем на юге России. Если ваши предки носили эту фамилию, скорее всего, они были крестьянами или ремесленниками из северных или центральных губерний, а основатель рода родился в семье, где мать звали Матрёной и её имя стало родовым прозвищем.