Фамилия Обарёнов — одна из тех, где ударение играет ключевую роль. Если произнести её с ударением на второй слог (Обарёнов), корнем оказывается «обарь», что сразу отсылает к диалектному слову «обарный» — вспыльчивый, горячий, обидчивый. Такое прозвище могли дать человеку с крутым нравом, который быстро закипал, но и быстро отходил. Если же ударение падает на последний слог (Обаренов), корень меняется на «обарен», что может быть связано с глаголом «обарить» — ошпарить кипятком, обварить. В этом случае прозвище могло относиться к неосторожному человеку, часто получавшему ожоги, либо к тому, кто занимался варкой — например, солеваром или пивоваром.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования: «чей?» — сын Обарёна. Само имя Обарён (или прозвище Обаря) в старину было редким, но встречалось в северных и центральных губерниях. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) нет прямого упоминания этой фамилии, что говорит о её локальном бытовании: скорее всего, она возникла в одной-двух волостях и не получила широкого распространения.

Версия о происхождении от названия реки Обарь (гипотетический гидроним) выглядит натянутой, так как топоним с таким корнем не зафиксирован. Более правдоподобно, что фамилия связана с личным прозвищем, основанным на эмоциональной или профессиональной черте. Носители фамилии Обарёнов могли быть крестьянами или посадскими людьми, а в редких случаях — старообрядцами, так как подобные «говорящие» прозвища часто закреплялись в замкнутых общинах.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Обаренков, Обарчук — показывает, что суффикс -ов типичен для центра России, тогда как -енков встречается на юге, а -чук на западе. География Обарёновых, судя по современным данным, сосредоточена в Нижегородской и Костромской областях, что подтверждает северное происхождение: именно там диалектное слово «обарный» было в ходу до XIX века.