Фамилия Пантрягин — редкий случай, когда основа, скорее всего, не имеет прямого отношения к русскому языку. В отличие от подавляющего большинства фамилий на -ин, образованных от имён, прозвищ или профессий, корень «Пантряг-» в русском языке не встречается. Это сразу наводит на мысль о заимствовании.

Наиболее вероятная версия — фамилия восходит к греческому имени Пантелеймон (Παντελεήμων), что в переводе означает «всемилостивый». В народной речи это имя претерпело множество сокращений и искажений: Пантелей, Пантюха, Пантя, Пантря. Форма «Пантря» — диалектный или просторечный вариант. Суффикс -гин в таком случае вторичен: он мог возникнуть при присоединении типичного русского патронимического суффикса -ин к основе, оканчивающейся на -г. То есть исходное прозвище Пантряга (человек по имени Пантря) дало Пантрягин — «сын Пантряги». Модель редкая, но не уникальная: ср. фамилии Дягин (от Дяга), Рягин (от Ряга).

Менее убедительная, но возможная версия — связь с тюркскими языками. В них встречается корень «пантыр» или «бандр» со значением «крепкий», «сильный». Однако фамилия Пантрягин не характерна для татарских или башкирских родов, а её окончание (-ин, а не -ов) более типично для северных и центральных областей России, где тюркское влияние было слабее. Поэтому греческое происхождение через имя Пантелеймон выглядит правдоподобнее.

Географически фамилия крайне редкая. В открытых источниках она почти не встречается, что говорит о её локальном бытовании, возможно, в одной-двух деревнях или среди старообрядческих общин, где любили архаичные имена и прозвища.

Социальный контекст: носитель фамилии Пантрягин в XIX веке — скорее всего, крестьянин или мещанин. Дворянские роды с таким окончанием (-ин) обычно имели более прозрачную этимологию (например, Пушкин — от прозвища Пушка). Пантрягин же — фамилия «низовая», образованная от простонародной формы имени, что указывает на происхождение из непривилегированных сословий.