Фамилия Билоусенко — яркий пример украинского антропонимического типа с суффиксом -енко. В украинской ономастике этот патронимический суффикс означает «маленький» или «сын», то есть Билоусенко — буквально «сын Билоуса». Основа фамилии — прозвище Билоус, которое, в свою очередь, образовано от корней «бил» (вероятно, от слова «білий» — белый) и «ус» (усы). Таким образом, Билоус — человек с белыми или светлыми усами.

Правдоподобность этой версии высока: в украинских и белорусских говорах прозвища по цвету волос или растительности на лице были распространены (ср. Черноус, Сивоус, Рыжеус). Менее убедительна гипотеза о связи с глаголом «бить» (бить усы — странное занятие для прозвища), поэтому её обычно отбрасывают.

Регионально фамилия тяготеет к центральной и левобережной Украине — Черкасской, Полтавской, Сумской областям. Именно там суффикс -енко встречается чаще всего, а белый цвет усов мог быть отличительным признаком предка-казака или крестьянина. В XIX веке, при переписях, Билоусенко массово фиксировали в сёлах, где прозвище передавалось по наследству как уличная фамилия.

Сословная принадлежность носителей — почти исключительно крестьянство и казачество. Дворянских родов с такой фамилией не отмечено: в реестрах малороссийского шляхетства она не встречается. Интересная деталь: в старых метриках фамилию могли записывать по-разному — «Билоусенко», «Белоусенко» или даже «Бѣлоусенко» (с ятем), что отражает колебания в передаче звука «і» на письме до реформы орфографии.

Если сравнивать с однокоренными, то Билоусенко — самая «младшая» форма. Билоус — исходное прозвище, Билоусов — русская адаптация с суффиксом -ов, а Билоусенко — чисто украинский вариант, указывающий на прямую родственную связь. Носитель этой фамилии может с высокой вероятностью считать, что его предок жил на территории современной Украины и выделялся светлыми усами среди окружающих.