Фамилия Пыненкова — женская форма фамилии Пыненков, и чтобы разобраться в её происхождении, нужно посмотреть на мужской вариант. В основе фамилии, скорее всего, лежит прозвище Пыня. Что оно могло означать? В русских говорах слово «пыня» имеет несколько значений. В южных и западных диалектах так могли называть спесивого, гордого или обидчивого человека, а также того, кто «пыжится», важничает. В некоторых областях «пыней» называли пень или колоду, что могло указывать на коренастого, крепкого человека. Есть и версия, что прозвище связано с глаголом «пынать» — то есть надуваться, сердиться. Таким образом, первый носитель фамилии Пыненков, вероятно, получил своё прозвище по особенности характера: за обидчивость, гордость или вспыльчивость.

Модель образования фамилии — типичная для русских фамилий: к основе (прозвищу Пыня) добавился патронимический суффикс -енк-, который в украинской и южнорусской традиции указывал на «сына» или «потомка» (сравните с фамилиями Коваленко, Гончаренко). Пыненков — буквально «сын Пыни». Суффикс -ов в конце — это уже русское оформление, превратившее украинскую по происхождению модель в фамилию, привычную для великорусского уха. Получается, что фамилия могла возникнуть на стыке двух традиций: южнорусской (или украинской) основы и более позднего русского окончания.

Географически фамилия Пыненков (и, соответственно, Пыненкова) встречается не повсеместно. Она тяготеет к регионам, где исторически были сильны украинские говоры и фамилии на -енко: это юг России, Белгородская, Воронежская, Курская области, а также восток Украины. В этих краях прозвище Пыня было вполне употребительным. Редкость фамилии говорит о том, что родоначальник был человеком заметным в своей местности, но не настолько, чтобы фамилия разрослась до масштабов Ивановых или Кузнецовых.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Пыненков стоит в одном ряду с Пыниным, Пыньковым, Пыняевым. Все они образованы от одного корня, но разными суффиксами. Пынин — самая простая форма, «чей-то сын Пыня». Пыньков — вариант с суффиксом -к-, уменьшительным или принадлежным. Пыненков же выделяется именно двойным суффиксом -енк-ов, что указывает на более сложную историю формирования, вероятно, в среде, где пересекались разные традиции имяобразования.