Фамилия Пантенкова — женская форма фамилии Пантенков, а та, в свою очередь, образована от мужского личного имени или прозвища Пантен. Самая вероятная основа — каноническое имя Пантелеймон (в просторечии Пантелей), которое в русской народной среде часто усекали до Пантя, Пантюха или Пантен. Имя Пантелеймон греческого происхождения, означает «всемилостивый», и было очень популярно на Руси благодаря святому Пантелеимону-целителю. Однако фамилия могла возникнуть и от прозвища, данного по внешности или характеру: в некоторых говорах «пантеня» могли назвать медлительного, вялого человека или, наоборот, того, кто «пантёжит» — суетится, хлопочет без толку.

Суффикс -ов указывает на типичную модель русских фамилий, закрепившуюся за потомками человека по имени Пантен. Такая форма характерна для центральных и северных регионов России, где фамилии на -ов распространены повсеместно. Важно, что ударение в фамилии Пантенкова, скорее всего, падает на второй слог: Панте́нкова, хотя в разных семьях возможны варианты.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает уточнить картину. Пантелеев, Пантелеевский, Пантюхов, Пантелеенко — все они восходят к тому же источнику, но Пантенков стоит особняком: форма Пантен — довольно редкая, не столь распространённая, как Пантелей. Это говорит о том, что фамилия могла закрепиться в конкретной местности, возможно, в одной из деревень, где жил и оставил потомство человек с таким прозвищем.

Социальный контекст фамилии — скорее всего, крестьянская или посадская среда. Фамилии на -ов в таком виде массово оформлялись в XVI–XVII веках, когда крестьянам и ремесленникам давали фамилии по имени отца. Дворянские роды с такой основой практически не встречаются, так что предки носительницы фамилии Пантенкова были, вероятно, людьми простого звания, но с запоминающимся именем, которое передалось через поколения.