Фамилия Пеневи — редкий случай, когда географию происхождения можно определить почти сразу. Она принадлежит к северному типу русских фамилий, образованных с помощью суффикса -их/-ых. В родительном падеже множественного числа такие фамилии отвечали на вопрос «чьи?» (Пеневы — из рода Пеневых). В современной записи фамилия застыла в форме Пеневи, что характерно для фамилий, записанных в северных губерниях, Сибири или у старообрядцев, где окончание -ых часто редуцировалось в -и.

Основа фамилии — прозвище Пень. В русских говорах «пень» означало не только остаток спиленного дерева, но и, в переносном смысле, неповоротливого, упрямого или несообразительного человека. Однако есть и более конкретная версия: на Русском Севере «пенёк» или «пеневик» — это старый, мшистый пень, а также прозвище человека, живущего на вырубке или занимающегося корчеванием пней. Предок носителей фамилии мог быть лесорубом или крестьянином, расчищавшим участок под пашню.

Фамилия Пеневи не упоминается в массовых дворянских родословных книгах и не связана с известными историческими родами. Скорее всего, это крестьянская фамилия из Архангельской, Вологодской или Пермской губерний, где фамилии на -их были особенно распространены. Встречается она и в Белоруссии, но там скорее как вариант фамилии Пенев (с утратой конечного -и), образованной от того же корня, но по другой модели.

С точки зрения словообразования фамилия Пеневи уникальна тем, что сохранила архаичную форму родительного падежа множественного числа, которая в большинстве регионов России вытеснялась стандартными суффиксами -ов/-ев. Если ваши предки носили эту фамилию, их корни почти наверняка уходят в северорусскую деревню, где фамилии передавались как указание на принадлежность ко всему роду: «ты чей? — Пеневих».