Фамилия Арсеничева — редкий случай, когда женская форма встречается чаще мужской (Арсеничев). В основе лежит мужское имя Арсений, что сразу указывает на «патронимическое» происхождение: фамилию образовали от отчества или прозвища, производного от имени. Но ключевая деталь здесь — не имя-основа, а суффикс «-ичев». В русской ономастике это так называемый «полуотчество»: модель «-ич» + «-ев» (Арсенич + ев) характерна для фамилий, которые закрепились не напрямую от имени, а от уничижительной или уменьшительной формы — Арсенич, то есть «сын Арсения» в бытовом, неофициальном звучании. Такие фамилии (ср. Денисов — Денисьев, Кузьмин — Кузьмичев) часто возникали в среде, где полное отчество на «-вич» было привилегией знати, а простонародье использовало краткие формы.

Само имя Арсений — греческого происхождения, от «арсен» (мужественный, зрелый). В святцы оно вошло через преподобного Арсения Великого, но в крестьянской и мещанской среде XVII–XIX веков имя было не самым частым, а скорее книжным, монашеским. Поэтому фамилия Арсеничев/Арсеничева могла указывать не на прямого потомка человека по имени Арсений, а на принадлежность к семье, где отец или дед носил это имя в уменьшительной форме — Арсеня, Арсенич. Географически фамилия тяготеет к центральным и северным губерниям России (Вологодская, Костромская, Ярославская), где суффикс «-ичев» был особенно продуктивен.

С точки зрения социального контекста, Арсеничевы — это, скорее всего, потомки государственных или церковных крестьян, реже — однодворцев. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках нет, что подтверждает её «низовое» происхождение: фамилию давали по отцу, а не по родовому прозванию. Встречается также вариант Арсенищев — с другим суффиксом, но той же основой; путать их не стоит, хотя оба указывают на имя Арсений. Если искать уникальный угол, то Арсеничева — пример фамилии, где женская форма закрепилась в документах раньше мужской (например, в переписях XVIII века вдову могли записать по мужу как «Арсеничева», а мужская форма «Арсеничев» появлялась позже, при детях). Это придаёт фамилии оттенок «материнского» следа в истории русских родов.