Фамилия Пентина образована от прозвища Пентя, и в её основе лежат две основные версии. Согласно первой, Пентя восходит к слову «пентюх», то есть «желудок». Вторая версия связывает прозвище с глаголом «пентерить» — «вталкивать, впихивать», а также «нести, тащить что-то тяжёлое». Если верна вторая гипотеза, то Пентя — это человек, занимавшийся тяжёлым физическим трудом, носильщик или грузчик. Она выглядит правдоподобнее: прозвища по роду занятий встречаются чаще, чем прозвища по части тела, к тому же у глагола «пентерить» есть живое значение, объясняющее поведение или работу человека.

Сам суффикс -ин указывает на типичную модель образования: так в русском языке чаще всего называли потомков по имени или прозвищу отца. Пентина — буквально «дочь или жена Пенти», а в более широком смысле — «из рода Пенти». Такая форма характерна для северных и центральных русских говоров, где притяжательные прилагательные с -ин были особенно распространены.

Исторические источники подтверждают, что прозвище не было редким. С. Веселовский в своих ономастических работах упоминает целый ряд родственных имён и фамилий: Пента Иван, крестьянин, середина XV века, Переяславль; Пентаков Ерш, помещик, 1537 год, Кострома; Пентех, посадский человек, 1586 год, Новгород; Пентюшин Михаил, посадский человек, 1586 год, Новгород. Эти записи показывают, что основа «Пент-» бытовала в разных регионах — от Переяславля до Новгорода — и давала жизнь разным фамилиям: Пентаков, Пентюшин, Пентехов. Фамилия Пентина в этом ряду — одна из ветвей общего древа.

Интересно, что все упоминания относятся к XV–XVI векам, причём среди носителей — и крестьяне, и посадские люди, и помещик. Значит, прозвище не было закреплено за одним сословием: его давали по внешности, характеру или работе, а не по происхождению. К XVII веку фамилия уже закрепилась и передавалась по наследству, как и большинство русских фамилий этого типа.