Фамилия Пенчеви — редкий пример, где суффикс -ев на самом деле не русский, а болгарский или сербский. В русской традиции фамилии на -ев обычно образуются от основ на мягкий согласный или «ц» (Петров — от Петра, а Кузнецов — от кузнеца). Здесь же основа «Пенч-» оканчивается на твёрдый шипящий «ч», и по русским правилам логичнее было бы «Пенчов». То, что мы видим «Пенчеви», указывает на южнославянское происхождение: в болгарском и сербском языках фамилии на -ев и -ов различаются по ударению и традиции, но «Пенчеви» — это форма множественного числа (буквально «Пенчевы»), которая в этих языках часто становится фамилией рода или семьи. То есть предки могли быть болгарами, македонцами или сербами, и фамилия закрепилась в той форме, в которой её записали при переселении или в документах.

Основа «Пенч-» — это, скорее всего, уменьшительная форма от имени Пенчо, которое, в свою очередь, является кратким вариантом от Петр (Пенчо — Петр + уменьшительный суффикс -чо). В болгарском языке Пенчо — распространённое имя, аналог русского Петя или Петруша. Значит, Пенчеви — это «потомки Пенча» или «семья Пенча». В русском контексте такую фамилию могли получить выходцы с Балкан, которые осели в южных губерниях Российской империи, например, в Новороссии или Бессарабии, где были болгарские и сербские колонии. Встречается фамилия и у болгар, переселившихся в Приазовье.

Вторая, менее вероятная версия — что основа «Пенч-» связана с диалектным прозвищем. В некоторых русских говорах «пенчить» означало «пениться», «кипеть», но это редкое слово, и для фамилии оно нетипично. Куда правдоподобнее, что перед нами не русская, а южнославянская фамилия, перенесённая в русскую среду.

Географически Пенчеви встречаются в Болгарии (особенно в северных и центральных областях), в Сербии, а также среди потомков болгарских переселенцев в Украине и Молдове. В России фамилия редкая, её носители — почти наверняка потомки тех самых балканских мигрантов XIX века. Сословная принадлежность могла быть разной: от крестьян-земледельцев до ремесленников и торговцев. Единственное, что можно сказать уверенно: фамилия не имеет отношения к дворянству или духовенству — она сугубо народная, от личного имени.