Фамилия Арне-Нерсисян — составная, и её происхождение напрямую связано с армянской и, возможно, скандинавской ономастикой. В основе лежат два личных имени. Первая часть, Арне, по наиболее распространённой версии, восходит к армянскому имени Арно, которое переводится как «волна» или «поток». Вторая часть, Нерсисян, образована от имени Нерсес, что означает «рождение героя». Таким образом, фамилия могла сложиться из двух имён, объединённых в одно целое.

Менее правдоподобная, но всё же встречающаяся гипотеза связывает первую часть фамилии не с армянским, а со скандинавским мужским именем Арне. В этом случае перевод на русский язык даёт значение «орёл». Однако, учитывая, что вторая часть фамилии (Нерсисян) имеет бесспорно армянское происхождение и содержит типичный армянский патронимический суффикс -ян (указывающий на принадлежность к роду), версия с армянским корнем Арно выглядит более логичной и исторически обоснованной. Скорее всего, предок носителя фамилии носил двойное имя Арне-Нерсес, которое и закрепилось в качестве родового прозвания.