Фамилия Пензова образована от прозвища Пенза, которое, скорее всего, связано с топонимом Пенза. Можно предположить, что предок носителя фамилии Пензова был уроженцем этого города, либо долгое время проживал в нем. Согласно другой, менее правдоподобной версии, фамилия Пензова восходит к украинскому слову «пензель» - «кисть». В этом случае, прозвище относится к так называемым «профессиональным» именованиям, содержащим указание на деятельность основателя фамилии: он мог быть художником. Существует также гипотеза, по которой в основе фамилии лежит литовское прилагательное «penus» - «тучный». В таком случае Пензой, возможно, окрестили полного человека.