Фамилия Зеньо — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение почти наверняка не связано с исконно славянскими корнями. В основе фамилии лежит не типичный для русского языка суффикс -ов или -ин, а окончание -о, что сразу указывает на её западнославянское или южнославянское происхождение. Скорее всего, перед нами белорусская, украинская или польская фамилия, адаптированная русским письмом.

Наиболее вероятная версия возводит основу «Зень» к уменьшительной форме канонического имени Зенон (от греческого «Зенон» — «божественный»). В белорусском и украинском языках это имя дало множество производных: Зенька, Зенько, Зеня. Фамилия Зеньо могла возникнуть как патроним от такого имени: «сын Зени» или «человек из рода Зени». Суффикс -о в данном случае — характерный признак украинских и белорусских фамилий, образованных от имён (ср. Данило, Павло, Зенько).

Менее распространённая версия связывает фамилию с диалектным словом «зень» или «зенки» — так в некоторых говорах называли глаза. В этом случае прозвище Зеньо мог получить человек с большими, выразительными или, наоборот, подслеповатыми глазами. Однако эта версия слабее: прозвища от частей тела обычно давали по более яркой примете (например, «Кривой» или «Глазун»), а «зень» — слово не столь распространённое в качестве основы для фамилий.

С географической точки зрения фамилия Зеньо встречается в основном на западе России, в Беларуси и на востоке Украины. В польском языке существует похожая фамилия Zień, Zienio, что подтверждает её западный вектор. В отличие от массовых русских фамилий, Зеньо не получила широкого распространения и осталась локальной, что делает её хорошим маркером для поиска корней предков в конкретном регионе.