Фамилия Замаренков образована от прозвища или мирского имени Замара, Замарай. Основа здесь — глагол «замарать», то есть испачкать, вымазать. В старину так могли назвать неопрятного человека, ребёнка, который вечно в грязи, или того, кто работал с сажей, глиной, краской. В русских говорах «замара» — пачкун, грязнуля, а в некоторых регионах так называли ещё и неряшливую хозяйку. Прозвище было нередким: в документах XV–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с именами Замара, Замарай.

Суффикс -енк- в основе «Замаренков» указывает на белорусское или украинское происхождение фамилии. В русской традиции от прозвища Замара чаще образовывали Замарин (суффикс -ин) или Замаров (суффикс -ов). Форма с -енк- характерна для земель бывшего Великого княжества Литовского: на территории современной Белоруссии и Смоленщины. Затем, при переселении в центральные губернии России, фамилия получила типичный русский суффикс -ов, закрепившись как Замаренков. То есть это гибридная модель: белорусско-украинская основа плюс русское окончание.

Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с диалектным словом «замаренок» — так в некоторых говорах называли слабого, болезненного ребёнка, «заморыша». Однако в этом случае ожидалась бы фамилия Замарышев или Заморёнков. Основной вариант — от «замара» — подтверждается устойчивостью прозвищной модели в славянской антропонимии.

Географически фамилия тяготеет к юго-западным областям России: Брянской, Смоленской, Калужской, а также к Беларуси. В этих краях прозвище Замара было особенно распространено среди крестьян и ремесленников. Сословно предки Замаренковых — скорее всего, государственные или помещичьи крестьяне, возможно, гончары или печники, чья работа постоянно пачкала руки и одежду. Фамилия не принадлежала дворянству и не фиксируется в родословных книгах: это чисто народное прозвание, закрепившееся в быту.