Фамилия Брусенцев происходит от прозвища Брусенец. В его основе лежит глагол «брусить», который в разных говорах означал «нести чепуху, городить вздор, врать», «бормотать, говорить косноязычно или невнятно», а также «пьянствовать до беспамятства». Прозвище носило иронический оттенок и относилось к человеку, страдающему одним из этих пороков — болтливому, косноязычному или склонному к пьянству.

Фамилия образована по типичной для русского севера и северо-востока модели: основа Брусен- плюс фамильный суффикс -ец, который указывает на происхождение из какой-либо местности или принадлежность к прозвищу. Суффикс -ев добавлен на конце по правилам русской грамматики. Слово «брусенец» могло также обозначать жителя села или урочища с названием Брусенец или Брусна, но в данном случае более вероятно происхождение напрямую от прозвища.

В ономастической литературе фамилия Брусенцев нечасто попадается, но её основа встречается в других фамилиях: Брусин, Брусов, Брусникин. Все они восходят к разным корням, и Брусенцев стоит особняком из-за редкого суффикса -енец, который чаще встречается в топонимических фамилиях (например, Ростовцев, Углицкий). Это делает её интересной для этимологического разбора: здесь мы видим не географическую привязку, а личное прозвище, перешедшее в фамилию через модель, типичную для северных говоров.