Фамилия Вахренева — женская форма фамилии Вахренев, а та, в свою очередь, образована от мужского имени или прозвища Вахрен. Основа здесь — древнерусское каноническое имя Варфоломей, которое в народной речи подверглось сильному сокращению и переделке. От полного имени сначала отпала начальная часть («Фоломей»), потом произошла замена звуков: «Фоломей» превращался в «Вахрамей», «Вахромей», а краткая форма дала «Вахрен». Такой путь — от греческого Βαρθολομαῖος до русского Вахрен — типичен для адаптации сложных библейских имён в крестьянской среде. Исходное имя Варфоломей значит «сын Птоломея» (арамейское bar-Tôlmay), но в быту это значение стёрлось, и фамилия стала просто семейным прозвищем.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Вахренев — сын Вахрена. Модель образования стандартная для русских фамилий второй половины XVI–XVII веков, когда отчество на -ов/-ев закреплялось за потомками. Интересно, что фамилия встречается почти исключительно в северных и северо-восточных регионах России — в Вологодской, Кировской, Архангельской областях, а также на Урале. Это не случайно: именно там народные формы церковных имён дольше всего сохранялись в документах, и Вахрен вместо Варфоломей — один из ярких примеров такой региональной ономастики.

Встречается также вариант написания Вахренина, но он менее распространён и может быть связан с другим суффиксом (-ин) или с диалектным произношением. Поскольку фамилия Вахренева недворянская и не попала в родословные книги, её носители — почти наверняка потомки крестьян или посадских людей. Других версий происхождения, кроме как от Варфоломея, у этой фамилии нет: корень «вахр-» в русских диалектах не зафиксирован ни как слово, ни как прозвище, так что библейская основа остаётся единственной и надёжной.