Фамилия Мехренцева — женская форма фамилии Мехренцев, и её разбор стоит начать с мужского варианта, потому что именно в нём скрыт ключ к неочевидному корню. На первый взгляд, фамилия кажется отчеством на -цев, типичным для русских фамилий, образованных от названия профессии или места жительства (как Кузнецов или Ростовцев). Но здесь есть важная деталь: суффикс -енц- вместо более привычного -ец- или -овец-. Это указывает на то, что основа, скорее всего, нестандартная.

Самая вероятная версия связывает Мехренцевых с диалектным словом «мехря» или «мехреня». В северных и сибирских говорах так называли неуклюжего, неповоротливого человека, увальня. Прозвище Мехря (или Мехрень) давали человеку с медлительной походкой или крупным телосложением. Тогда Мехренцев — это буквально «сын (или внук) Мехрени». Суффикс -енц- здесь возник как наращение от формы Мехреня (Мехр-ен-я) перед фамильным -ев, что встречается в ономастике, когда прозвище оканчивается на -еня.

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование, — связь с топонимом. В Вологодской и Архангельской областях есть речки и деревни с корнем «Мехр-» (например, река Мехреньга). Житель такой местности мог получить прозвище Мехреня, от которого и пошла фамилия. Однако прямых указаний на деревню Мехренцево в исторических документах нет, что делает прозвищную версию более убедительной.

Сословная принадлежность Мехренцевых не зафиксирована в общих реестрах дворянства, что типично для фамилий, образованных от прозвищ. Скорее всего, предки были крестьянами или посадскими людьми Русского Севера. Фамилия редкая, сконцентрирована в основном в Пермском крае и Кировской области, что косвенно подтверждает её северное диалектное происхождение. В написании Мехренцева нет сложных чередований, ударение падает на второй слог: Мехре́нцева.