Фамилия Павенская звучит необычно для русского уха: в ней нет привычных суффиксов -ов, -ев или -ин, зато есть типично польский или белорусский суффикс -ск(ий/-ая). Такая форма указывает на дворянское или шляхетское происхождение — в Речи Посполитой фамилии на -ский носили землевладельцы, обозначая родовое поместье или место, откуда пошёл род. Поэтому первое, что приходит на ум: Павенская — это вариант фамилии Павеньский, образованной от названия населённого пункта вроде Павени, Павень или Павно.

Однако географическая привязка не так проста. Топонимов с корнем «пав-» в славянских землях немало, но конкретное место, от которого пошла фамилия, установить трудно. В польских и белорусских говорах «пава» — это павлин. Прозвище Пава могли дать человеку с пышной, «павлиньей» походкой, любителю ярко одеваться или тому, кто держал павлинов. Фамилия Павенская могла возникнуть от прозвища Павень (уменьшительное от Пава) через притяжательное прилагательное: «чей?» — Павеньский, а для женщин — Павенская. Такая модель встречается реже, но вполне реальна: суффикс -ен- в основе указывает на принадлежность конкретному лицу, а не на географический объект.

Есть и третья версия, менее очевидная. В польском языке «pawęz» или «pawęż» — это большой щит, который использовали пехотинцы. Прозвище Павеж или Павензь могло перейти в фамилию, а при русификации или при записи в русских документах потерять конечный согласный и превратиться в Павенский. Такая этимология связывает предка с военным делом, возможно, с ополчением или шляхетским войском.

Стоит учесть, что фамилия Павенская — женская форма; мужской вариант — Павенский. Встречается она в основном на западе России, в Беларуси и на Украине, но не массово. Это нечастая фамилия, и её носители, скорее всего, потомки мелкой шляхты или зажиточных крестьян, которые получили фамилию по имени или прозвищу предка. Из-за редкости и смешанных корней определить точное происхождение без семейной легенды или записи в метриках сложно, но наиболее вероятным выглядит вариант с прозвищем от «пава» — как самого простого и распространённого объяснения.