Фамилия Пестренина — женская форма фамилии Пестренин, и её происхождение напрямую связано с прозвищем или профессией предка. В основе лежит слово «пёстрый», и здесь возможны два основных пути. Первый, самый простой: прозвище Пестрена могли дать человеку с рябой кожей, веснушками или, реже, пёстрыми глазами разного цвета. Второй, более интересный и, вероятно, более распространённый, — профессиональный. В северных и центральных губерниях России «пестрениной» называли грубую, пёструю ткань из льняной и шерстяной пряжи, а также верхнюю крестьянскую одежду из неё. Соответственно, Пестрениным могли прозвать ткача, портного или торговца, который изготавливал или продавал такую материю. Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Пестренин — это сын Пестрени, то есть «сын того, кого звали Пестреня».

Редкость фамилии в том, что она образована не от распространённого имени или ремесла, а от конкретного бытового термина. В отличие от фамилий вроде Кузнецов или Попов, Пестренин встречается локально, чаще всего на Русском Севере и в Поволжье — в местах, где сохранялось домашнее ткачество. Ударение в исходной форме, скорее всего, падало на первый слог — Пёстренин, что подтверждается старыми записями в метрических книгах Вологодской и Архангельской губерний. В XX веке ударение могло сместиться на суффикс: Пестрéнин.

Интересная деталь: фамилия Пестренин — патроним второго порядка, то есть она образована от прозвища, которое само по себе уже было производным от прилагательного. Это ставит её в один ряд с такими фамилиями, как Холоденин (от «холодный») или Слабенин (от «слабый»), но в отличие от них, «пёстрый» несёт не оценочную, а описательно-ремесленную нагрузку. Другие версии, например связь с финно-угорскими корнями или с диалектным глаголом «пестрить» (делать пёстрым), выглядят менее убедительными, так как слово «пестренина» как название ткани и одежды хорошо документировано в русских говорах. Таким образом, предки Пестрениных были людьми, чья жизнь была тесно связана с ткачеством или выделкой одежды, а сама фамилия — редкий пример, когда прозвище человека перешло в фамилию через название продукта его труда.