Фамилия Шпенов — относительно редкая, и её происхождение напрямую связано с конкретным ремеслом или прозвищем. В основе лежит слово «шпень» (или «шпенёк»), которое в русских говорах имело два близких значения. Первое — это «стержень», «клин», «чека» или «штырь», то есть небольшая деталь, скрепляющая части механизма или деревянной конструкции. Второе, переносное значение — прозвище для низкорослого, юркого или, наоборот, колкого, въедливого человека. Таким образом, Шпенов — это потомок человека, которого в округе называли Шпенем: либо за профессию (изготовителя шпеньков, плотника, кузнеца), либо за характер.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность «сын Шпеня» или «из семьи Шпеня». Фамилия образована напрямую от прозвища, без промежуточного крестильного имени, что типично для «мирских» прозваний, закреплявшихся за крестьянскими родами.

Интересно, что слово «шпень» имеет общеславянские корни и родственно польскому szpion (шпилька, шип) и чешскому špendlík (булавка). В русских диалектах (особенно в южных и рязанских) «шпенёк» мог означать не только металлический стержень, но и деревянный гвоздь, что сужает круг возможных занятий предка — скорее всего, он был связан с бондарным, столярным или тележным делом. Версия о происхождении от немецкой фамилии Spener (встречается в Поволжье) маловероятна: в русской среде фамилия Шпенов выглядит как исконно прозвищная, а не адаптированная иноязычная.

Фамилия встречается в основном на юге и в центральной части России (Воронежская, Тамбовская, Липецкая области), что совпадает с ареалом бытования слова «шпень» в значении «клин». Встречаются и однокоренные фамилии — Шпенёв, Шпеньков, Шпенкин. Все они образованы от того же корня, но с разными суффиксами: -ёв (фонетический вариант -ов), -ков (уменьшительное) и -ин (принадлежность к женщине или прозвищу на -а/-я). Шпенов среди них — самая «прямая», без уменьшительных оттенков.