Фамилия Недовенчаная — редкий пример фамилии, образованной от причастия с отрицанием. Её основа — «недовенчаная», то есть женщина, которую не успели или не смогли обвенчать. В русской свадебной традиции венчание было кульминацией брака, и «недовенчаная» означала либо сорванную свадьбу, либо незавершённый обряд. Прозвище могли дать девушке, чья помолвка расстроилась в последний момент, или вдове, не успевшей обвенчаться повторно.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Суффикс -ая указывает на форму женского рода, что встречается в русских фамилиях редко — обычно такие варианты бытовали в крестьянской среде северных и сибирских губерний, где фамилии в женском роде (например, Неупокоева, Недосекина) фиксировали прозвище матери или жены. Однако Недовенчаная могла быть и «окаменевшей» формой прилагательного, которую дали целому роду по прозвищу родоначальницы.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям — встречается в документах Воронежской и Тамбовской губерний XIX века. В отличие от распространённых фамилий на -ов/-ев, Недовенчаная не попала в массовые списки дворянства или купечества; её носители — скорее всего, крестьяне или однодворцы. Спорных версий у фамилии две: первая — что корень связан с «довенчать» (завершить венчание), вторая — что это ироничное прозвище для старой девы. Первая версия надёжнее, так как «недовенчанный» фиксируется в словаре русских говоров именно в значении «неоконченного обряда».

Фамилия уникальна ещё и тем, что сохранила архаичную форму причастия с приставкой недо-, которая в современном языке почти вытеснена конструкциями «не до конца венчанный». В переписях её могли записывать и как Недовенчанная (с двумя н), и как Недовенчаная — оба варианта встречаются, но первый ближе к причастному происхождению.