Фамилия Серпенева — женская форма фамилии Серпенев. В русской традиции такие фамилии чаще всего отталкиваются от прозвища или мирского имени, а не от географического названия. Основа «Серпен-» звучит нехарактерно для славянского уха, и это сразу наводит на мысль о заимствовании или диалектной особенности.

Самый прямой и правдоподобный путь — от слова «серпень». В южных и западных говорах, особенно в украинском и белорусском языках, «серпень» означает месяц август (время жатвы серпом). Человек, родившийся или крещённый в августе, мог получить прозвище Серпень — по аналогии с более привычными для русского севера именами по календарю, но здесь уже по народному, а не церковному названию месяца. От этого прозвища через притяжательное прилагательное (Серпенев сын) и пошла фамилия. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — Серпенев.

Менее вероятная, но допустимая версия — от прозвища, связанного с орудием труда «серп». В этом случае фамилия могла бы звучать как Серпов или Серпин, но форма «Серпенев» может быть результатом переоформления: прозвище Серпень (увеличительное или обладающее особым оттенком) или же диалектное «серпен» — тот, кто работает серпом, жнец. В некоторых говорах слово «серпен» фиксировалось как название серпа или его части.

Встречаемость фамилии невысокая, что указывает на её локальное происхождение. Скорее всего, корни Серпеневых — в южнорусских областях (Курская, Орловская, Воронежская губернии) или на границе с Украиной, где слово «серпень» было в ходу. В писцовых книгах XVI–XVII веков можно найти крестьян и казаков с похожими прозвищами, но конкретно «Серпенев» — фамилия сравнительно поздняя, оформившаяся уже после отмены крепостного права, когда многие получили фамилии по прозвищам отцов.

Таким образом, предок носителей этой фамилии, скорее всего, был крестьянином или ремесленником, получившим прозвище по времени рождения (августовский) или по роду занятий, связанному с жатвой.