Фамилия Пентюрин — один из тех случаев, где прозвище старше самого имени, а корень слова уводит в диалектную лексику северных и центральных губерний России. В основе лежит слово «пентюх» — так в народе называли неуклюжего, медлительного или простоватого человека, увальня. В словаре Даля «пентюх» — это нерасторопный мужик, а глагол «пентюшить» означал делать что-то мешкотно, с ленцой. Прозвище Пентюх, Пентюра или Пентюря давали человеку с таким нравом, а его сыновья уже становились Пентюриными.

Модель образования проста и типична для русских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность. Пентюрин — «сын Пентюри». Мужские прозвища на -я (Пентюря) в XVI–XVII веках были распространены в крестьянской и посадской среде, и фамилия эта, скорее всего, недворянская, а возникла в среде свободных крестьян или однодворцев. Суффикс -ин, а не -ов, говорит о том, что основа оканчивалась на мягкий согласный или -а.

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку: в переписях XIX века Пентюрины встречаются в Вятской, Пермской, Костромской губерниях. В Вятке, например, слово «пентюха» могло означать ещё и мешок с сеном, что добавляет вторую версию: прозвище могли дать человеку, похожему на такой мешок, — полному или неповоротливому.

Версия о связи с именем Пётр (через уменьшительное Пентя) маловероятна: формы вроде Пентя не зафиксированы в русской антропонимии, а вот диалектное «пентюх» хорошо документировано. Так что фамилия Пентюрин — из числа «говорящих»: она прямо описывала характер или внешность предка, и в этом её ценность как слепка народной речи.