Фамилия Аносенцева — женская форма фамилии Аносенцев. Её основа — имя или прозвище, а не географическое название или профессия, что сразу сужает круг поиска.

Мужской вариант Аносенцев образован с помощью патронимического суффикса -ев, который в русских фамилиях присоединялся к основам на мягкий согласный или -ц. Здесь основа — Аносец. Это форма, скорее всего, от имени Анос (разговорный вариант канонического имени Анисий или, реже, Антоний). В русской народной традиции имя Анисий (от греческого «исполнение, завершение») превращалось в Анос, а от него через уменьшительно-ласкательный суффикс -ец (Аносец — «маленький Анос») и возникло прозвище главы семьи. Таким образом, Аносенцев — буквально «сын Аносца», то есть потомок человека, которого в быту звали уменьшительным именем Аносец.

Версия с происхождением от прозвища «Аноса» (возможно, диалектного слова) менее вероятна, так как суффикс -ец в основе фамилии прямо указывает на уменьшительную форму личного имени, а не на самостоятельное прозвище. География фамилии традиционна для южнорусских и западнорусских областей, где суффикс -ец в патронимах встречается чаще, чем на севере. Социальный состав носителей в XIX веке — преимущественно крестьяне и мещане, так как фамилии на -ев от канонических имён в этой среде были массовым явлением.