Фамилия Пентюков происходит от прозвища Пентюк. В русских говорах, особенно северных и сибирских, «пентюхом» называли неуклюжего, нерасторопного или угрюмого человека, а также — по одной из версий — медведя-шатуна. Прямое значение слова — «толстяк, увалень», что закрепилось в диалектах Вологодчины и Архангельской области. Основа прозвища — корень «пент-», который родствен глаголу «пялить» (тянуть, распирать) и указывает на грузную, неповоротливую фигуру.

Суффикс -ов в фамилии — стандартный патронимический формант, который в XV–XVII веках закрепился за потомками: Пентюк → Пентюков, то есть «сын Пентюка». Такая модель образования — самая массовая в русском ономастиконе: прозвище отца становилось фамилией детей. Интересно, что в отличие от фамилий с суффиксом -ин (от основ на -а/-я), здесь основа твёрдая, что типично для мужских прозвищ на согласный.

Встречается фамилия преимущественно на Русском Севере — в Архангельской, Вологодской, Кировской областях, а также в Сибири, куда переселенцы принесли северные говоры. В документах XVIII века Пентюковы упоминаются среди черносошных крестьян и однодворцев — то есть свободного, а не крепостного населения, что редкость для Центральной России. Это указывает на возможную принадлежность предков к государственным крестьянам, которые платили подать, но не зависели от помещика.

Есть и другая, менее вероятная версия: от диалектного «пентюк» — «кнут, плеть» (в ярославских говорах). Тогда прозвище мог получить суровый или драчливый человек. Однако по частотности и географии основная гипотеза про неуклюжего человека выглядит убедительнее.

Сейчас фамилия редкая: в списках частотных русских фамилий Пентюков не входит даже в первую тысячу. Носители рассеяны по всей стране, но чаще всего встречаются в Вологодской и Архангельской областях, что подтверждает северное происхождение.