Фамилия Антошенски — редкий случай на русской почве, и её происхождение стоит разбирать не с корня, а с суффикса. Окончание -ски (в мужском роде — -ский) сразу выдает польскую или украинскую ономастическую традицию. В польском языке фамилии на -ski изначально указывали на владельца или жителя местности: если существовала деревня Антошево, её обитатель получал прозвище Антошенски. Однако для русской среды такая форма почти наверняка искусственная — её могли дать при переписи или в семинарии, когда крестьянину или священнику требовалось «облагородить» простое отчество.

Словообразовательная модель проста и прозрачна. Основа — Антош-, уменьшительная форма от имени Антон. В крестьянской среде полное имя в документах нередко заменяли домашним, ласкательным прозвищем, поэтому фамилия пошла не напрямую от отца, а от его обиходного имени. Далее идёт типичный польский суффикс -енск-/-еньск- (в русской передаче -енск-) и окончание -ий. В польском оригинале фамилия выглядела бы как Antonieński или Antonieński (с носовой гласной), а на русский слух её записали как Антошенски. Суффикс -енск- встречается реже, чем -овск- или -евск-, и именно он указывает на прямое влияние польской ономастической традиции.

Географически фамилия привязана к западным губерниям Российской империи — современным Беларуси, Украине и Польше. В дореволюционных метрических книгах встречаются варианты Антошенский, Антошенская, Антошенски. После 1917 года, при миграции вглубь России, форма на -и могла закрепиться как калька с польского написания. Сословно носители могли быть и крестьянами, и мещанами, и духовенством — несмотря на «шляхетский» суффикс, фамилия не выдаёт аристократического происхождения.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями: Антонов — самая частая, Антошин — от той же уменьшительной основы, Антонюк — украинский вариант. Антошенски стоит особняком: её суффикс -енск- встречается реже и подчёркивает польский след. В современной России фамилия крайне редка — по открытым данным, её носят не более нескольких десятков человек, в основном на юге и западе страны.