Фамилия Пентяшин — редкий пример, где суффикс -ин встречается не с типичной основой на -а/-я, а с именем, которое само по себе уже содержит уменьшительный суффикс. В основе лежит имя Пентяша — разговорная, домашняя форма от канонического Пантелеймон (греч. «всемилостивый»). Такая модель образования типична для северных и центральных областей России: Пентяша → Пентяшин, то есть «сын Пентяши». Интересно, что в официальных документах XVII–XVIII веков встречаются варианты Пантя, Пантюха, Пантюша, а Пентяша — более редкая, диалектная огласовка, возникшая, скорее всего, под влиянием акающего произношения (Пантя → Пентя).

Словообразовательная цепочка проста, но показательна. Суффикс -ин указывает на принадлежность, и в данном случае фамилия закрепилась за потомком человека, которого в быту звали Пентяшей. Важно, что фамилия не могла возникнуть от прозвища — в русской ономастике нет нарицательного слова «пентяша» со значением ремесла или внешности. Это чисто патронимическая форма.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями (Пантелеев, Пантюхов, Пантелеевский), то Пентяшин стоит особняком: он не использует полную форму имени и не включает суффикс -ев, что выдает его крестьянское или посадское происхождение. В дворянской среде такие «сокращенные» патронимы встречались реже — там предпочитали фамилии на -ов от полных имен.

Географически фамилия тяготеет к Вятке и Пермскому краю — регионам, где в XVI–XVII веках активно селились выходцы из Новгородской земли, приносившие с собой местные варианты имен. По данным современных телефонных справочников, наибольшая плотность Пентяшиных — в Кировской области и Удмуртии. Спорных версий происхождения у фамилии нет: альтернативные гипотезы (связь с финно-угорским корнем или с диалектным словом «пентяй» — лентяй) не подтверждаются ни историческими документами, ни фонетическими законами.