Фамилия Пеньзев — одна из тех, где форма неочевидна, а корень может увести в неожиданную сторону. Если не вглядываться, кажется, что перед нами типичная фамилия на -ев, образованная от названия города Пенза. Но это как раз тот случай, когда первое впечатление обманчиво.

Словообразовательная модель здесь иная. Суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или шипящий. В фамилии Пеньзев основа — «Пеньз». По законам русской ономастики, если бы фамилия происходила от топонима «Пенза», мы бы имели форму Пензев (с твёрдым «з» и без мягкого знака). Наличие мягкого знака в корне («пень») указывает на совсем другое происхождение.

Скорее всего, фамилия Пеньзев восходит к прозвищу Пеньза, которое, в свою очередь, связано с диалектным словом «пень». В русских говорах «пень» — это не только остаток спиленного дерева, но и прозвище для человека упрямого, неповоротливого или, наоборот, коренастого и крепкого. Суффикс -з- в прозвище (как в словах «грызть», «вязкий») мог придавать оттенок действия или свойства: Пеньза — тот, кто «пенькает», то есть застревает на месте, стоит как пень. Такие прозвища давали людям с характером или внешностью, напоминающей пень: низкорослым, плотным, неуступчивым.

Встречается и другая, менее вероятная гипотеза: связь со словом «пенязь» (древнерусское название монеты, от польского pieniądz). Но тогда фамилия писалась бы как Пенязев или Пенязь, а не Пеньзев. Фонетика здесь против этой версии.

Географически фамилия редкая и не имеет ярко выраженного центра. Встречается в Поволжье и центральных областях России, но не в самой Пензенской области чаще, чем где-либо ещё. Это косвенно подтверждает, что корень не топонимический: носители фамилии не «привязаны» к городу Пензе.

Таким образом, предок носителя фамилии Пеньзев, скорее всего, получил прозвище за внешность или нрав — был человеком крепким, невысоким или упрямым, как пень. Фамилия образовалась по стандартной модели: прозвище Пеньза плюс притяжательный суффикс -ев, означающий «сын Пеньзы» или «из семьи Пеньзы».