Фамилия Паньженская — женская форма фамилии Паньженский. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. Фамилия Паньженский образована от географического названия — скорее всего, от села, деревни или хутора с корнем Паньж- (Паньжи, Паньжа, Паньжено). Такие фамилии на -ский/-цкий в XVI–XIX веках давали дворянам по названию их поместья, а также священникам (по названию прихода) и выходцам из западных земель, где топонимические фамилии были особенно распространены.

Сама основа Паньж- — спорная. Вероятнее всего, это искажённое или диалектное произношение от имени Панька, уменьшительной формы канонического имени Панкратий (от греческого «панкратес» — «всесильный»). В русских говорах звук [к] перед мягкими гласными мог переходить в шипящий: Панька → Паньжа. Подтверждение этой версии — фамилия Паньженский встречается в основном в регионах, где бытовали подобные фонетические переходы (например, в смоленских, псковских, брянских землях, а также в Белоруссии и на Украине).

Вторая версия, менее убедительная, возводит основу к слову «пан» (господин, барин) с суффиксом -ьж- или -ш-, что могло означать «панский», «господский». Но такая словообразовательная модель для фамилий нетипична.

Сословно фамилия Паньженский, скорее всего, недворянская, а мещанская или крестьянская, особенно если её носители переселились из села Паньжи в другие места и получили фамилию по месту прежнего жительства. Встречается она редко, что подтверждает её локальное происхождение: в современных телефонных справочниках и базах данных носители сосредоточены в Беларуси (Минская, Витебская области) и на западе России (Смоленская, Брянская области).