Фамилия Зеновы (в женском роде — Зенова) образована от имени собственного, но точное исходное имя определить непросто — здесь есть две основные версии. Согласно первой, в основе лежит церковное имя Зенон (от греческого «Зеус», то есть Зевс, в переводе — «божественный») или его производная форма Зен. Та же краткая форма могла возникнуть и от имени Зиновий («божья жизнь, богоугодно живущий»). В этом случае фамилия относится к распространённому типу русских фамилий, образованных от полных или уменьшительных форм крестильных имён.

Вторая версия выводит фамилию из прозвища Зен, связанного со славянским корнем «зень». У этого корня два значения: «глаз» (сравните с устаревшим «зеница» — зрачок) и «пол, низ». Прозвище могли дать либо зоркому человеку, либо тому, кто жил в низине. Какая из версий правдоподобнее — сказать сложно, обе имеют право на существование, но имя Зенон в святцах встречается, что делает «крестильную» версию более надёжной.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий как притяжательных прилагательных: Зенов — буквально «чей?» — сын Зена. О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс формирования фамилий на Руси был длительным, и Зеновы могли появиться в разных регионах независимо друг от друга.