Фамилия Берстенев — один из примеров, где при образовании от основы произошло выпадение гласного: исходная форма выглядела как Берестенев, но «е» выпало, и закрепился более краткий вариант. В основе лежит либо прозвище Берестень, либо нецерковное имя Берестень, и оба восходят к одному корню — к слову «береста».

Береста — наружная часть коры берёзы, из которой на Руси делали множество вещей: короба, туеса, лапти, посуду, а сухую бересту перегоняли для получения дёгтя. Поэтому первая и самая прямая версия — профессиональная. Прозвище Берестень могли дать мастеру, который работал с берестой: плёл корзины, делал короба или занимался дёгтекурением. В этом случае фамилия Берстенев указывает на ремесло предка, причём довольно конкретное — не просто «крестьянин» или «ремесленник», а человек, чей промысел был связан с обработкой берёзовой коры.

Вторая версия — дохристианская. До введения на Руси христианства было обычаем давать детям «растительные» имена: Дуб, Клён, Берёза, Берестень. Считалось, что такое имя сближает ребёнка с природой, передаёт ему свойства растения — в данном случае прочность и гибкость берёсты. Если принять эту версию, фамилия Берстенев происходит не от прозвища по занятию, а от мирского имени, которое давали при рождении.

Обе гипотезы правдоподобны, хотя профессиональное происхождение кажется более конкретным: прозвища по ремеслу встречаются в русских фамилиях гораздо чаще, чем забытые дохристианские имена. Словарь Б. Унбегауна относит фамилии на -ев/-ов с корнем «берест-» к группе, образованной от названий растений или ремёсел, не отдавая предпочтения ни одной из версий.

Что касается географии, фамилия Берстенев встречается в основном в центральных и северных областях России — там, где берёза была основным поделочным деревом, а промыслы из бересты (плетение, дёготь) — обычным делом. В южных регионах, где берёза редка, фамилия почти не фиксируется, что косвенно подтверждает связь с ремеслом или местным ландшафтом.

Известных исторических носителей фамилии, которые бы оставили заметный след в документах, нет — это рядовая, но не случайная фамилия, возникшая в крестьянской или ремесленной среде. Её написание (с «е» в первом слоге, но с «е» после «р», выпавшим при словообразовании) — характерный пример того, как живой язык сокращал неудобные сочетания.