Фамилия Остренкова образована от прозвища Остреня, в основе которого лежит прилагательное «острый». В старину так чаще всего называли человека быстрого и проворного, но смысл прозвища не сводился только к скорости. Прилагательное «острый» входило в состав многих прозвищ, указывая на тонкий ум, сообразительность или острое зрение — вспомним слова «остроумный», «остроглазый». Поэтому Остреней могли прозвать как за живой характер, так и за физическую особенность, например, редкую зоркость.

Прозвище Остреня само по себе звучит как ласкательное или уменьшительное, и здесь стоит присмотреться к словообразованию. Перед нами не типичный для русских фамилий суффикс -ов или -ин, а более редкий путь: Остреня → Остренков → Остренкова. В этом ряду обращает на себя внимание суффикс -ко, который в фамилиях часто указывает на украинское или белорусское влияние. Впрочем, для XVI–XVII веков это не удивительно: русские земли были тесно связаны с западнорусскими территориями, и подобные формы проникали в обиход довольно широко.

Родственные фамилии встречаются в документах, собранных историком С. Веселовским. Так, в Туле в 1622 году записан Федор Юрьевич Остреиков, а в 1612 году там же упоминается Остренев Юрий, городовой приказчик. В Боровске в середине XVI века жили Третьяк и Иван Ивановичи Остреневы. Эти записи показывают, что прозвище и образованные от него фамилии бытовали в разных регионах и среди разных сословий — от приказчиков до служилых людей.

Что касается самой фамилии Остренкова, то она указывает на потомка человека по прозвищу Остреня. Вариант с суффиксом -ов здесь закономерен: от основы на мягкий согласный фамилии образовывались именно так. Со временем прозвище забылось, а фамилия закрепилась и пережила столетия, сохранив память о предке, которого современники ценили за живость ума или быстроту нрава.