Фамилия Церенова — женская форма от Церенов, и её происхождение ведёт прямиком в калмыцкую и монгольскую языковую среду. Основа здесь — мужское имя Церен (варианты Церенг, Цэрен), которое в переводе с калмыцкого и монгольского означает «долгожитель» или «долгая жизнь». Это типичное буддийское имя-пожелание: родители надеялись, что ребёнок проживёт долгий и благополучный век. Суффикс -ов в русской передаче — стандартный способ адаптации нерусских имён и фамилий в патронимическую модель, принятую в Российской империи. То есть Церенов — буквально «сын Церена», а Церенова — «дочь (или жена) Церена».

Географически фамилия прочно привязана к Калмыкии и прилегающим территориям (Астраханская область, Ставрополье). Калмыки — народ монгольской группы, исповедующий буддизм, и их антропонимика насыщена санскритскими и тибетскими заимствованиями, пришедшими через ламаизм. Имя Церен — как раз из этого пласта: оно восходит к тибетскому tshe ring, что тоже значит «долгая жизнь». Встречается и в Бурятии, и у монголов, но в русском ономастиконе фамилия Церенов/Церенова закрепилась прежде всего за калмыками.

В отличие от многих русских фамилий, образованных от крестильных имён или прозвищ, здесь нет христианского следа. Это яркий пример того, как фамилия сохраняет этническую и религиозную идентичность: она не русифицировалась, а лишь получила русское окончание. Если искать аналоги, можно вспомнить фамилии Басангов, Манджиев, Убушаев — все они построены по той же модели от калмыцких имён.

Написание с буквой «ё» в середине (Церёнова) встречается, но редко и считается орфографической ошибкой: ударение в фамилии, как правило, падает на второй слог — Цере́нова, а не на первый. В дореволюционных записях могли фигурировать варианты Цереновъ, Циренов, но современная норма унифицировала форму.