Фамилия Бисенов образована от личного имени Бисен, которое, по наиболее убедительной версии, восходит к казахскому слову «бейсенби» — четверг. Имя давали мальчику, родившемуся в этот день недели. Такая традиция именования по дню рождения характерна для многих тюркских народов: она проста и практична, не требует дополнительных объяснений. Поэтому версия о связи с четвергом выглядит гораздо правдоподобнее, чем гипотетические арабские или персидские корни, которые иногда пытаются приписать этой основе.

Словообразовательная модель типична для русской адаптации тюркских фамилий: к основе Бисен добавляется суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»). В казахской среде фамилия могла бы звучать как Бисенов или Бисенұлы, но в русском делопроизводстве закрепился именно вариант с окончанием -ов.

Географически фамилия Бисенов плотно привязана к западному Казахстану. В дореволюционных метрических книгах и советских архивах чаще всего фигурируют выходцы из Актюбинской, Уральской (ныне Западно-Казахстанская) и Гурьевской (Атырауская) областей. Например, в документах встречаются Гизат Бисенов (1863 г.р., Сага, Степной район), Джумгазы Бисенов (1911 г.р., аул Жаскайрат, Джамбейтинский район) и Жакай Бисенов (1909 г.р., 12-й аул, Мангистауский район). Эти записи хорошо иллюстрируют, что фамилия не была редкой в степных регионах, но почти не встречалась за их пределами.

С точки зрения социального статуса носители фамилии Бисенов в XIX — начале XX века относились к числу простых кочевников-скотоводов или крестьян-казахов, переходивших к оседлости. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В советское время, с массовой паспортизацией 1930-х годов, фамилия окончательно закрепилась за многими семьями, и сейчас её можно встретить не только в Казахстане, но и среди казахской диаспоры в России, Узбекистане и Кыргызстане.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Бисенов стоит в одном ряду с Бейсеновым, Бейсенбиевым и Бисенбиевым. Разница в написании (Бисенов против Бейсенов) — это либо результат упрощения при записи русскими чиновниками, либо местный диалектный вариант произношения. И та и другая форма означают одно и то же: «потомок того, кого назвали в честь четверга».