Фамилия Трехденова — редкий случай, когда числительное в основе не указывает на количество чего-то материального (как в фамилиях Тришкин или Семибратов), а скорее всего, закрепляет прозвище, связанное со временем. Её ядро — «три дня», а суффикс -ов- типичен для русских фамилий, образованных от прозвищ или мирских имён. Женская форма Трехденова указывает, что мужской вариант — Трехденов.

Самая прямая и правдоподобная версия: прозвище Трехден могли дать человеку, который отсутствовал или находился в пути ровно три дня, либо тому, кто выполнял какую-то работу за трёхдневный срок. В крестьянской среде, где всё измерялось днями и сезонами, такое прозвище могло закрепиться за отходником — плотником или бурлаком, уходившим на заработки «на три дня». Другой вариант — прозвище, данное по обету или церковному обычаю: например, ребёнок, родившийся на третий день после большого праздника, или человек, соблюдавший трёхдневный пост.

Менее вероятна, но возможна связь с географическим названием — речкой или урочищем Трехденное, где «три дня» означало расстояние пути. Такие топонимы встречаются в северных и волжских регионах России, но документальных подтверждений для конкретной фамилии нет.

Словообразовательная модель проста: основа «трехден» (от «три дня») + суффикс -ов-, который в русских фамилиях чаще всего означает «сын такого-то» или «принадлежащий такому-то». В данном случае — «сын Трехдена». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Трехде́нова, хотя в устной речи встречаются варианты.

В отличие от массовых фамилий на -ин или -ский, Трехденова не имеет очевидных параллелей с дворянскими родами или духовенством. Это типично крестьянская фамилия, возникшая в среде, где прозвища давали по конкретным бытовым приметам. Поиск по регионам показывает, что носители фамилии встречаются в центральной России и Поволжье, но концентрация невысока — фамилия остаётся редкой.