Фамилия Пенсаков — редкая и по звучанию, и по происхождению. Её основа, скорее всего, не связана с фамилиями на -ский или -ин, а построена по модели отчества с суффиксом -ов, что указывает на прозвище или профессию предка.

Корень «Пенсак» может восходить к нескольким источникам. Первый и наиболее вероятный — диалектное слово «пенсак» или «пенсюк», которое в ряде южнорусских и украинских говоров означало «толстяк», «пузан», «неповоротливый человек». Прозвища по внешности были очень распространены: Пенсаком могли назвать полного, медлительного мужчину, а его дети уже получали фамилию Пенсаковы. Второй вариант — искажённое «пенсне» (очки на зажиме), но это маловероятно: слово «пенсне» вошло в обиход поздно, в XIX веке, и вряд ли легло в основу фамилии, которая, скорее всего, сформировалась раньше.

Есть и более спорная гипотеза: связь с тюркскими языками, где «пен» или «бен» означает «рана», «язва», а «сак» — «осторожный», «берегущий». Но это натяжка — для фамилии Пенсаков нет убедительных параллелей в тюркской ономастике. Правдоподобнее всего именно прозвищное происхождение от русского диалектного слова.

Суффикс -ов указывает на отчество: Пенсаков — сын Пенсака. Такая модель типична для крестьянских фамилий центральной России, где прозвища часто становились родовыми именами. Географически фамилия встречается эпизодически, без ярко выраженного «гнезда», что подтверждает её редкий, локальный характер. Сословно — почти наверняка крестьянская или мещанская, без дворянских корней.