Фамилия Пензурова — женская форма, мужская — Пензуров. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Пензур. Слово «пензур» в русских говорах не зафиксировано, поэтому искать его значение напрямую сложно. Скорее всего, это производное от названия города Пенза. Тогда Пензуром могли прозвать выходца из Пензы или человека, долго жившего в тех краях. Модель образования простая: к топониму Пенз(а) добавили суффикс -ур, который в русской антропонимии встречается нечасто, но известен по фамилиям вроде Мичурин (от Мичура) или Чичурин. Суффикс -ур мог придавать прозвищу оттенок просторечия или принадлежности к определённой диалектной среде.

Менее вероятная версия связывает фамилию с тюркским словом «бензур» или «пензур» — так в некоторых языках называли вид ястреба или сокола. В этом случае прозвище Пензур дали бы охотнику с ловчей птицей или человеку с острым, «хищным» взглядом. Но тюркская гипотеза слабее: во-первых, фамилия Пензурова нехарактерна для регионов с сильным тюркским влиянием, а во-вторых, связь с названием города Пенза лежит на поверхности и не требует дополнительных лингвистических допущений.

Фамилия Пензурова — редкая. Встречается в основном в центральной России и Поволжье, что косвенно подтверждает «пензенскую» версию. Носители фамилии, вероятно, происходят из крестьянской или мещанской среды: в XVIII–XIX веках прозвища по месту жительства давали людям, которые переселялись в другие губернии, и такие фамилии закреплялись за их потомками. Окончание -ов указывает на стандартную модель русской фамилии, означающую «сын Пензура» или «принадлежащий Пензуру».