Фамилия Сентёов — редкая и с неочевидной на первый взгляд основой. Если отбросить типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Сентёя), остаётся корень Сентё-. Это имя или прозвище, которое в русской традиции почти не встречается, а значит, перед нами, скорее всего, фамилия не исконно русская, а адаптированная.

Самый вероятный путь — западное или южнославянское происхождение. В польском, чешском или украинском языках существует имя Сентей (Sętej, Sentej), которое могло быть уменьшительной формой от полного имени, например, от Винценты (лат. Vincentius — «побеждающий») или от святого (лат. sanctus). В украинском языке есть фамилия Сентей, а окончание -ов в русском варианте — это русификация: переселенец Сентей стал Сентёовым. Ударение на последнем слоге (Сентёов) подтверждает, что основа не русская: в исконных фамилиях от имён на -ей ударение обычно падает на корень (Андреев, Тимофеев), а здесь смещение на суффикс — признак заимствования.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная в южных регионах России — связь с тюркским корнем. В тюркских языках «сент» или «сентё» может означать «уважаемый», «святой» (от арабского «сейид» через посредничество казанских татар или башкир). В таком случае фамилия могла возникнуть у крещёных татар или мордвы, где прозвище Сентёй давали человеку почтенному или связанному с духовным сословием. Однако тюркские фамилии чаще оканчиваются на -ев, а не на -ов, поэтому эта гипотеза слабее.

Географически фамилия Сентёов встречается точечно — в основном в Поволжье и центральных областях России, что указывает на миграцию небольшой группы носителей. В дореволюционных метрических книгах её практически нет, что говорит о позднем оформлении или малом числе рода. Предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, вышедшими из западнорусских или украинских земель, а фамилию получили уже после отмены крепостного права при переписях — по имени отца или прозвищу, которое звучало для местного населения необычно.