Фамилия Пензенский — типичный пример фамилии, образованной от географического названия. В основе лежит название города Пенза, основанного в 1663 году как крепость на юго-восточной границе Русского царства. Суффикс -ск- в таких фамилиях указывает на связь с местом: Пензенский буквально означает «тот, кто родом из Пензы» или «пензенский житель».

Такие фамилии обычно получали дворяне по названию своих вотчин или поместий, а также выходцы из этих мест, переселившиеся в другие регионы. Однако в случае с Пензенским есть важный нюанс: Пенза — город относительно молодой (по сравнению, скажем, с Новгородом), и фамилия не могла возникнуть раньше второй половины XVII века. В дворянской среде она редка: в родословных книгах Пензенские не значатся среди столбовых родов. Гораздо вероятнее, что фамилию давали в духовном сословии — семинаристам по месту рождения или службы. В духовных училищах и семинариях было принято заменять простые фамилии учеников на «географические», более благозвучные по церковным меркам.

Интересно, что в русской ономастике существует параллельная форма — Пензин. Она образована по другой модели (с суффиксом -ин) и тоже означает «сын пензенца». Сравнение этих двух фамилий хорошо показывает, как в разное время и в разных сословиях один и тот же топоним давал разные фамильные формы: Пензин — более старая и простонародная, Пензенский — более поздняя и книжная, часто семинарская.

Фамилия не вышла за пределы центральной России и Поволжья, что логично: её носители редко уезжали далеко от родных мест. Встречается она нечасто, что объясняется узостью исходной группы — в основном это потомки священнослужителей или мещан из Пензы и Пензенской губернии. Никаких спорных версий происхождения у фамилии нет: корень прозрачен, а суффикс однозначно указывает на топонимическую основу.