Фамилия Вренева — женская форма фамилии Вренев, и её происхождение почти наверняка связано с прозвищем или именем, которое звучало как «Врень». В русской ономастике это редкий случай, когда основа не имеет очевидных параллелей с распространёнными славянскими корнями. Самая правдоподобная версия — связь с глаголом «вреть», который в диалектах означал «кипеть, бурлить, волноваться». В архангельских и вологодских говорах слово «врень» могло относиться к человеку вспыльчивому, горячему, или, напротив, к неутомимому работнику — тому, кто «кипит» в деле. Менее вероятна, но возможна связь с древнерусским «врьти» (вертеть, вращать), что дало бы прозвище непоседе или вертлявому человеку.

Суффикс -ев (в мужском варианте Вренев) указывает на притяжательную форму: «чей?» — Вренев, то есть сын или потомок Вреня. Такая модель типична для нецерковных прозвищ и мирских имён, которые в XV–XVII веках активно заменяли крестильные имена в быту. Фамилия не могла возникнуть раньше, чем появилось само прозвище, а значит, её корни уходят в эпоху становления русских фамилий — примерно в XVI–XVII века, когда основная масса крестьян и посадских людей получала фамилии по отцу.

Географически фамилия Вренева встречается крайне редко. По данным современных телефонных справочников и баз, основные носители сосредоточены в центральных областях России (Московская, Тверская области) и на Урале. Это говорит о том, что фамилия не была массовой и могла принадлежать выходцам из одного локального рода. В дворянских родословных книгах Вреневы не значатся — скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, насколько редка основа: Времев, Вревский и Вреев встречаются в единичных случаях, и их связь с Вреневым неочевидна. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования не упоминаются, что подтверждает их нечастотность. Таким образом, для носительницы фамилии Вренева её история — это почти всегда загадка, которую можно разгадать только через местные говоры и архивные записи конкретного региона.