Фамилия Оренбург — редкий случай в русской ономастике: она не образована от имени, прозвища или ремесла предка, а напрямую заимствована из географического названия. Это так называемая топонимическая фамилия, которую в подавляющем большинстве случаев давали не по месту рождения, а по месту службы, ссылки или длительного проживания. Оренбург — город-крепость, основанный в 1743 году на юго-восточной границе Российской империи, и его название, скорее всего, закрепилось за человеком, который имел к нему прямое отношение: служил в Оренбургском казачьем войске, был чиновником Оренбургской губернской канцелярии или купцом, торговавшим с азиатскими соседями через этот город.

Словообразовательно фамилия стоит особняком. В русской модели фамилии на -бург нетипичны: суффикс -ов (Оренбургов) был бы ожидаемым, но форма без него — Оренбург — указывает на то, что фамилия, скорее всего, закрепилась в документах как прозвище или второе имя, записанное в родительном падеже (из рода Оренбург) и со временем не склонялась как фамилия. В дворянских и купеческих родах такие «чистые» топонимы иногда встречались, но гораздо реже, чем у крестьян и казаков, где фамилии часто фиксировали в упрощённом виде.

В отличие от фамилий вроде Московский или Тверской, которые указывают на происхождение из этих земель, Оренбург — фамилия более поздняя и узкая. Она почти не встречается за пределами Южного Урала и Оренбургской области. Если ваш предок носил эту фамилию, с высокой вероятностью он был связан с Оренбургским казачьим войском или с администрацией Оренбургского края — например, служил при Оренбургской пограничной комиссии или был ссыльным поселенцем, чья фамилия стала напоминанием о месте ссылки.

Версия о том, что фамилия произошла от прозвища человека, который якобы «оренбуржил» или «оренбуржился» (говорил на местный манер или носил оренбургский пуховый платок), не выдерживает критики: в русской ономастике прозвища от названий городов образуются через суффиксы (Оренбуржец, Оренбургский), а не через чистую основу. Поэтому прямая топонимическая связь — единственное убедительное объяснение.