Фамилия Уренгоев — редкая и территориально привязанная, её корни ведут прямиком на север Западной Сибири, в бассейн реки Пур. Основа фамилии — название реки Уренгой (Большой Уренгой и Малый Уренгой), которая протекает в Ямало-Ненецком автономном округе. Таким образом, перед нами не прозвище по ремеслу или внешности, а топонимическая фамилия: её получил человек, выходец с берегов Уренгоя или живший в одноимённом поселении.

Словообразовательная модель проста и прозрачна: географическое название Уренгой + типичный русский фамильный суффикс -ев (после й, который чередуется с j, пишется -ев). Встречается и вариант Уренгоев — с тем же суффиксом, но в более архаичном написании, где основа сохраняет конечный гласный. Модель «река + -ев» характерна для фамилий, возникших у русского населения Сибири, которое часто получало прозвища по месту жительства: Обский, Иртышёв, Тазов — и Уренгоев из того же ряда.

Само название «Уренгой» имеет ненецкое происхождение. Наиболее распространённая версия возводит его к ненецкому «Вэрэ Нго» — «остров на возвышенности» или «холмистый остров». В тундре, где реки петляют среди болот, такие сухие возвышенные участки служили естественными ориентирами. Менее популярная гипотеза связывает слово с «ур» (вода) и «нгой» (мыс), что тоже логично для речной топонимики. В любом случае, фамилия Уренгоев донесла до нас звучание языка коренных народов Севера, адаптированное русскими переселенцами.

По социальному происхождению носители фамилии — скорее всего, потомки крестьян-старожилов, казаков или ссыльных поселенцев, которые освоили низовья Оби и Пура в XVII–XIX веках. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Встречается она преимущественно на Тюменском севере, а также в Тюмени и Екатеринбурге, куда люди переезжали в советское время. В центральной России Уренгоевых практически нет.

Стоит отличать фамилию от более известного топонима «Новый Уренгой» — города, основанного в 1975 году, уже после массового закрепления фамилий. Город не мог дать фамилию, а вот река Уренгой и старый посёлок Уренгой (известный с 1930-х) — вполне. Поэтому фамилия Уренгоев старше газовой столицы на добрую сотню лет.