Фамилия Черемашенцев — одна из тех, что сразу выдают географию и род занятий предка. В её основе лежит не личное имя, а название населённого пункта, что указывает на происхождение из среды служилых людей или крестьян, получивших фамилию по месту, откуда они были родом или где владели землёй.

Корень «Черемаш-» с большой вероятностью восходит к названиям сёл и деревень типа Черемашня, Черемошня, Черемошное. Такие топонимы распространены в центральной России, особенно в бывших Рязанской, Тамбовской, Владимирской губерниях. Само слово «черемошня» или «черемашня» в народных говорах означало заросли черёмухи, черёмушник. Таким образом, предок Черемашенцевых мог жить в селе, стоявшем у черёмуховой рощи, или получить прозвище от названия такого места.

Суффикс «-ев» в окончании фамилии — типичный патронимический формант, указывающий на принадлежность: «чей?» — Черемашенцев, то есть сын Черемашенца. А вот суффикс «-ец» в середине слова указывает на человека, выходца из определённой местности. Модель «топоним + -ец» (например, Рязанец, Москвич, Тамбовец) была продуктивной: Черемашенец — житель Черемашен или Черемашни. Со временем окончание трансформировалось в «-енцев» по аналогии с другими фамилиями на «-енцев» (Кожевенцев, Соломенцев), где «-ен-» могло быть частью основы.

Интересная деталь: фамилия сохранила полногласную форму «черемаш-», а не «черемош-», что говорит о южнорусском или рязанском говоре предков. В этих диалектах «а» на месте «о» под ударением — обычное явление. Встречаются также варианты написания Черемошенцев и Черемашенцов, но первая форма — исторически первичная и самая устойчивая.

Фамилия редкая, не входит в сотни самых распространённых, что подтверждает её узкую локальную привязку. Сословно носители фамилии могли быть как государственными крестьянами, так и однодворцами — потомками служилых людей, охранявших южные границы Московского государства. Следов дворянского происхождения в гербовниках не обнаружено.