Автобус Пенза - Волгоград следует через Камышин и отправляется ежедневно в 11:45. Прибытие в Камышин - 23:20, стоимость проезда 781,5 рубля.
Понимаю, что такой вариант не особо подходит для вашей миссии. К сожалению, с ночным транспортом в этом направлении худо. Могу предложить лишь следующее: в 15:12 по чётным числам поезд Нижний Новгород - Новороссийск. Ехать до станции Петров Вал, прибытие в 2:57 ночи. От Петрова Вала до Камышина - 20 км, добираться на маршрутке. Есть также пригородные поезда - самый первый в 6:30 утра (на тот случай, если маршрутки начинают ходить позже).
Второй вариант - последним автобусом до Саратова (он уходит в 18:00), там в 1 час ночи четыре раза в неделю проходит поезд либо №128 Красноярск - Адлер (среда, суббота), либо №344 Челябинск - Адлер (понедельник, четверг). В 4:44 утра он прибывает в Петров Вал. Дальше см. выше.
Можно и без ночных похождений вариант предложить - уехать первым утренним автобусным рейсом "Пенза-Саратов" отпр 07:30 - приб 12:30, 440 руб.
А затем пересесть на автобус "Саратов-Камышин" отпр 12:50 - приб 16:35, 340 руб.
Причем до Камышина рейсов днем немало и после 12:50, так что уедете в любом случае. И в итоге будете на месте еще далеко не самым поздним вечером.