Фамилия Поваренцева — женская форма фамилии Поваренцев, а та, в свою очередь, образована от прозвища Поваренец. Если сразу отбросить ложную ассоциацию с «поваром» на кухне (об этом ниже), то ключ к разгадке лежит в редком суффиксе -енец. В русских фамилиях он встречается нечасто и обычно указывает на человека, связанного с местом или общиной (ср. фамилии Ростовцев — «выходец из Ростова», или Белозерцев — «с Белого озера»). Поваренец — это, скорее всего, не тот, кто варит, а тот, кто родом из села Поварня или Поварницы.

Такие названия встречались в центральной России. Село Поварня, например, известно под Смоленском и в Подмосковье. В них жили не обязательно повара: название часто шло от того, что в деревне стоял постоялый двор или «поварня» — помещение для варки пива или общего обеда (например, для артели). Прозвище Поваренец получал человек, переселившийся из такой местности, — «поварнинский», «поваренский». Суффикс -ец закрепил за ним прозвище, а уже потом фамильный суффикс -ов/-ев превратил Поваренца в Поваренцева.

Версия о прямом ремесле — поваре — менее правдоподобна. От слова «повар» в фамилиях обычно идёт суффикс -ск-ий (Поварский) или -ов (Поваров). Форма Поваренец для прямого повара избыточна: зачем добавлять -енец, если есть просто Повар? Поэтому основная версия — географическая. Фамилия редкая, сосредоточена преимущественно в южных областях России (Волгоградская, Ростовская), что может указывать на миграцию крестьян из центральных губерний в XIX веке.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Пова́ренцева, хотя в разговорной речи встречается вариант на третий — Поваре́нцева. Первый вариант ближе к исходному прозвищу (Пова́ренец — от Пова́рня).