Фамилия Пеняков — хороший пример того, как простое прозвище может стать основой для целого ряда родственных фамилий, и здесь есть одна неочевидная деталь, которая отличает её от большинства «профессиональных» фамилий.

Самый прямой и вероятный путь — от слова «пеняк». В южных и западных говорах так называли вид кнута или плети, часто сплетённого из пеньки. Соответственно, Пеняк — это прозвище человека, который либо делал такие кнуты, либо, что более вероятно, часто ими пользовался: пастуха, погонщика скота или возницы. Суффикс -ов присоединили к основе Пеняк, получив стандартную русскую фамилию «сын Пеняка».

Но есть и другой, более редкий вариант, который стоит рассмотреть. В некоторых диалектах «пеняк» — это то же самое, что «пенёк» (уменьшительное от «пень»). Прозвище Пень или Пенёк давали низкорослому, коренастому или упрямому человеку. Если фамилия образовалась именно от этой основы, то Пеняков — это «сын Пенька». В таком случае фамилия родственна более распространённым Пенькову и Пенкину.

Обе версии существуют в языке, и без точной географической привязки предков выбрать одну сложно. Однако первая (от кнута-пеняка) встречается в источниках чаще, потому что прозвища по орудиям труда давали повсеместно, а прозвища от «пня» чаще давали в форме Пеньков.

С точки зрения словообразования фамилия проста: суффикс -ов указывает на принадлежность. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Пеняко́в. Фамилия недворянская, типично крестьянская или мещанская. Встречается она преимущественно у русских, с некоторым распространением на юге России и в сопредельных областях Украины — как раз в зоне бытования слова «пеняк» в значении «кнут».