Фамилия Пентазиди по своему окончанию -ди сразу выдает греческое происхождение. В греческом языке суффикс -дис (в русской передаче часто -ди) указывает на принадлежность к роду, на происхождение «от кого-то». По сути, это аналог славянских окончаний -ов или -ин. Поэтому Пентазиди — это «сын Пентаза» или «из рода Пентаза».

Самая интригующая часть — основа Пентаз-. Здесь есть две версии, и обе ведут к цифре «пять». Первая: от греческого слова «пента» (πέντε) — пять. В таком случае прозвище Пентаз мог получить человек, чем-то связанный с числом пять: пятый ребенок в семье, владелец пяти домов или лодок, либо тот, кто собирал налог в пять монет. Вторая версия — от имени Пентазий, которое тоже восходит к «пяти», но могло быть уменьшительной формой от сложных имен вроде Пентакл (пятикратно славный). В греческой ономастике такие числовые прозвища встречаются, хотя и не так часто, как в славянской традиции.

Географически фамилия Пентазиди, скорее всего, родом из северной или восточной Греции, откуда шла основная волна греческих переселенцев в Российскую империю. В России она закрепилась в среде греческой диаспоры, особенно в Причерноморье, Крыму и на Кубани, куда греки переезжали в XVIII-XIX веках. В отличие от фамилий на -пуло (типичных для Пелопоннеса), окончание -ди более характерно для понтийских греков и малоазийских греков, бежавших от османского владычества.

Социальный статус носителей фамилии в России был разным: от купцов и ремесленников до военных и священников. Поскольку фамилия не имеет дворянского суффикса (как -ов или -ский), она указывает на городское или торговое происхождение, а не на землевладельческую аристократию. В советское время фамилия не русифицировалась, сохранив исходную форму, что говорит о стойкой культурной идентичности семьи.

В русском языке фамилия Пентазиди не склоняется, если принадлежит мужчине, и склоняется как женская (Пентазиди, Пентазидиной), если речь о женщине. Это типичное поведение для фамилий на -и, -ди, -оглы.