Фамилия Серенёва — женская форма фамилии Серенёв, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель на -ев указывает на притяжательное значение: Серенёв — «чей?» — «сын или потомок Сереня». В русской антропонимии суффикс -ев (как и -ов) крепится к основам на мягкий согласный или на -й, и здесь он присоединён к основе Серен-.

Корень фамилии — прозвище или некалендарное имя Серень. В русских говорах «серень» — уменьшительно-ласкательное от «серый»: так могли назвать человека за невзрачную внешность, серый цвет глаз или волос, а то и за скромный, «серый» нрав. Однако есть и вторая, не менее правдоподобная версия: Серень — это краткая форма от православного имени Сергий (в народном произношении Сергей). Уменьшительные формы вроде Серёня, Серень, Серёха были широко распространены в крестьянской среде, и фамилия могла закрепиться как отчество от такого обиходного варианта. В пользу этого говорит частота фамилий на -ев от производных Сергия: Серёгин, Серёжкин — и Серенёв встаёт в тот же ряд.

Географически фамилия Серенёв (и Серенёва) тяготеет к центральным и северным областям России. В документах XVII–XVIII веков она встречается в переписях Вологодчины и Костромского края, где суффикс -ев был особенно активен. Редкость фамилии делает её ценной для локальной генеалогии: носители, скорее всего, происходят из одного или нескольких соседних уездов, а не разбросаны по всей стране.

Словообразовательная деталь, отличающая эту фамилию от десятков похожих: ударение в ней падает на второй слог (Серенёва), что подтверждает происхождение от формы с беглым гласным — Серень, а не от полного имени Сергей. Если бы основой был «Серёня», фамилия писалась бы через «ё» (Серёнев), а здесь — «е» в корне, что характерно именно для акающих говоров, где «ё» переходило в «е» под побочным ударением. Так что предки носительницы фамилии, скорее всего, говорили на окающем или переходном говоре, где имя звучало как «Сереня», а не «Серёня».

В итоге: Серенёва — относительно редкая русская фамилия, образованная от прозвища или уменьшительной формы имени Сергей. Её носители — потомки крестьян или посадских людей из северной части России, и фамилия сохранила в себе следы живой народной речи.