Фамилия Зеночкина образована от имени или прозвища Зеночка. В основе почти наверняка лежит уменьшительно-ласкательная форма крестильного имени Зиновий. В народной речи имя Зиновий нередко сокращали до Зёня, Зина, а ласкательный вариант — Зиночка — мог звучать и как Зеночка (через «е» из-за аканья или диалектного произношения). Модель типична: суффикс -ин указывает на принадлежность «чей?» — то есть Зеночкина буквально «дочь (или жена) Зеночки».

Менее вероятна, но возможна версия от прозвища Зенок — так в некоторых говорах называли зеваку, ротозея или человека, который «зенки пялит» (зенки — глаза). Однако в этом случае форма Зеночка была бы вторичной, от прозвища, а не от имени. Склоняемся к первому варианту: именная основа встречается чаще, и фамилия Зиночкин (с «и») зафиксирована в источниках, а Зеночкин — её фонетический вариант, закреплённый на письме.

Фамилия редкая, в основном встречается в центральных и северных регионах России, где аканье было нормой. Социального статуса носителей по фамилии не определить — её могли получить и крестьяне, и мещане. В дореволюционных метрических книгах по Тверской и Ярославской губерниям изредка попадаются Зеночкины, что подтверждает бытовое происхождение: фамилию дали по имени отца или деда, которого в семье звали ласково Зеночкой.