Фамилия Пентяков — довольно редкая, и её происхождение уходит корнями в прозвище или мирское имя. В основе лежит слово «пентяй», которое в русских говорах имело два основных значения. Первое — это медлительный, вялый человек, увалень. Второе, более специфическое — вид рыбы (сибирский ёрш), который в некоторых регионах называли «пентяй» или «пентух». Вряд ли предка прозвали за сходство с рыбой напрямую, скорее всего, слово использовалось как ироничное прозвище для нерасторопного или флегматичного человека.

Модель образования проста: суффикс -ов (Пентяк + ов) указывает на принадлежность, типичную для русских фамилий, сформировавшихся в XV–XVII веках. Первоначально Пентяков — это сын Пентяка, то есть человека по прозвищу Пентяй. Фамилия закрепилась в северных и сибирских регионах России, что подтверждается данными переписей: наибольшая концентрация носителей встречается в Архангельской, Вологодской областях и на Урале. Это неудивительно, так как слово «пентяй» было распространено именно в северных говорах.

Стоит рассмотреть и альтернативную версию, менее вероятную, но возможную. В некоторых диалектах «пентюх» означало «толстяк» или «неповоротливый». В любом случае, основа фамилии — не имя в крестильном календаре, а сугубо бытовое прозвище, характеризующее внешность или характер. Фамилия не относится к дворянским или княжеским — её носили крестьяне и посадские люди, что типично для фамилий на -ов, образованных от прозвищ.

С точки зрения ударения, правильным считается вариант Пентяко́в (ударение на последний слог), хотя в некоторых семьях встречается Пентя́ков — это региональная особенность, не меняющая сути. Однокоренные фамилии — Пентюхов, Пентяшин — встречаются ещё реже и имеют ту же смысловую основу. Таким образом, фамилия Пентяков — это характерологическое прозвище, которое дали предку за его неторопливость или грузность, и которое через века закрепилось за его потомками.