Фамилия Борысенко образована по типичной для восточной Украины модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках закрепился как основной патронимический формант на Левобережье. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, украинские фамилии на -енко буквально означали «маленький» или «сын»: Борысенко — сын Борыся. А вот с основой сложнее: Борысь — это неканоническая, народная форма имени Борис. В украинской традиции имя Борис нередко произносили и писали как «Борись» (с мягким знаком), а в некоторых говорах — «Борысь» (с твердым «ы» на месте «и»). Со временем в документах фамилия могла закрепиться именно в таком написании: через «ы» и с мягким знаком в основе.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным словом «борыс» или «борысь», которое в некоторых говорах означало нечто вроде «борзый», «быстрый» или «ретивый». Однако в украинском языке такого слова нет, а в русских говорах оно не фиксируется как прозвище. Поэтому наиболее правдоподобно видеть в основе имя Борис в его просторечной украинской форме.

Географически фамилия Борысенко почти не встречается за пределами Украины. Основные очаги — Черниговская, Сумская и Полтавская области, то есть земли бывшего Гетманщины, где фамилии на -енко были массовыми. В XIX веке носители фамилии числились преимущественно среди казаков и крестьян, реже — среди мещан. В ревизских сказках и исповедных ведомостях XIX века Борысенко встречаются в селах Нежинского и Прилуцкого уездов.

В современной России фамилия редкая, чаще ее можно встретить в украинской диаспоре. Важный нюанс: написание с «ы» вместо «и» не является ошибкой — это исторически сложившаяся норма, отражающая местное произношение. В одних и тех же документах XVIII века одного человека могли записать и как Борисенко, и как Борысенко. В отличие от фамилии Борисенко, которая распространена повсеместно, вариант с «ы» указывает на более узкую региональную привязку к северо-восточным говорам Украины.