Фамилия Пентельков — классический пример отчества, образованного от прозвища или неканонического имени Пентелько. Суффикс -ов указывает на принадлежность: сын Пентелька. Сама основа Пентель- звучит необычно и сразу порождает вопрос: что или кто такой Пентелько? Самый прямой путь — связать её с диалектным словом «пентюх». В русских говорах пентюхом называли неуклюжего, нерасторопного человека, увальня. Форма Пентелько — уменьшительно-ласкательный вариант от «пентюх», вроде «пентюшок». Таким образом, родоначальник Пентельковых мог получить прозвище за медлительность или простоватость, которое со временем закрепилось за его детьми как фамилия.

Менее очевидная, но тоже возможная версия отсылает к имени Пантелеймон. В народной речи это имя сокращали до Пантелей, Пантеле, а на западных русских землях (Белоруссия, Украина) — до Пентель. Переход «Пантелей» в «Пентель» — результат местной фонетики: безударное «а» могло редуцироваться, а «н» и «т» давали характерное звучание. Если так, то Пентельков — это потомок Пантелеймона, крещёного с этим греческим именем (в переводе — «всемилостивый»). Прозвищная версия кажется более правдоподобной для такой редкой фамилии: имя Пантелеймон распространено, но его производные чаще давали фамилии Пантелеев или Пантелеймонов.

Географически фамилия Пентельков встречается редко и тяготеет к южнорусским областям — Курской, Белгородской, Воронежской, а также к востоку Украины. Там слово «пентюх» было в ходу, и там же активнее шла переделка имён через суффикс -к- (Пентелько, Пантелько). Фамилия могла писаться через «а» — Пантельков, но в закрепившемся варианте «Пентельков» слышится именно прозвищный оттенок, а не книжное церковное имя.

Единственное, что можно сказать о социальном статусе носителей: раз фамилия образована через суффикс -ов, а не -ский, это указывает на крестьянскую или мещанскую среду. Дворянские фамилии чаще имели формы на -ский/-цкий или образовывались от топонимов. Пентельковы, скорее всего, были крестьянами или однодворцами южных губерний, где такие «простые» прозвища и были нормой.