Фамилия Сенгепова — редкий случай, когда основа не поддаётся однозначной славянской этимологии. Она явно не от имени Сеня или Семён: суффикс -еп- нехарактерен для русских фамилий. Скорее всего, перед нами фамилия тюркского происхождения, адаптированная русским окончанием -ов/-ева.

Корень «сенгеп» или «сенкеп» восходит к казахскому, башкирскому или татарскому языку. В тюркских языках «сен» — «ты», а «кеп» — «одежда, облик, образ». Однако более правдоподобна версия, что в основе лежит личное имя Сенкеп, которое состоит из «сен» (ты) и «кеп» (будь, стань) — то есть пожелание «будь собой» или «стань человеком». В казахской антропонимике встречаются имена с таким корнем, например Сенкебай.

Суффикс -ова указывает на принадлежность: Сенгепова — «дочь (или жена) Сенгепа». В русской традиции фамилии на -ов/-ев образовывали от мужских имён и прозвищ, поэтому исходная мужская форма — Сенгепов. Носители фамилии, вероятно, происходят из регионов Поволжья, Южного Урала или Казахстана, где русские фамилии нередко возникали при записи тюркских имён в метрические книги.

Написание с буквой «г» (Сенгепов, а не Сенкепов) — результат оглушения или адаптации тюркского звука «к» в русской речи: «к» между гласными мог озвончиться до «г». Встречаются и варианты Сенкепова, Сенгебаева — они однокоренные, но с разными суффиксами. Фамилия очень редкая, в современных базах данных фиксируется единичными случаями, преимущественно в Оренбургской области и Башкортостане.