Фамилия Бейсенова — это женская форма от мужской фамилии Бейсенов. Её основа — тюркское по происхождению личное имя Бейсен, распространённое у казахов и других народов Центральной Азии. Имя Бейсен восходит к арабскому слову «байсан», означающему «сияющий», «блистающий», или к тюркскому «бейсенби» — «господин четверга» (по дню недели, когда родился ребёнок). В казахской традиции имя часто давали мальчикам, родившимся в четверг, что считалось благоприятным знаком.

Суффикс -ов (в мужской форме) и -ова (в женской) указывает на русскую модель образования фамилий, которая пришла в казахскую среду в XIX–XX веках, когда началась массовая фиксация фамилий по отчеству. То есть Бейсенов буквально означает «сын Бейсена», а Бейсенова — «дочь/жена Бейсена». Это типичная патронимическая фамилия, где корень — личное имя, а окончание — русский родовой показатель.

Географически фамилия Бейсенова чаще всего встречается в Казахстане, особенно в южных и западных областях (Кызылординская, Туркестанская, Атырауская), а также среди казахской диаспоры в России (например, в Астраханской области). Встречаются варианты написания: Байсенова, Бейсенбаева — последняя с дополнительным компонентом «бай» (богатый, господин).

Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, поскольку имя Бейсен не указывает на знатное происхождение. В казахском обществе фамилии по именам отцов закрепились поздно, поэтому Бейсеновы — это потомки людей, живших не ранее середины XIX века, когда начался учёт населения.

Ономастических споров вокруг фамилии почти нет: корень прозрачен, а суффикс стандартен для региона. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, например, Бейсенбаев или Бейсенбеков, то Бейсенова — самая простая по форме, без дополнительных титульных частиц.