Фамилия Денисенкова — яркий пример того, как украинская по происхождению фамилия обрусела, приспособившись к русской грамматической норме. Её основа — распространённое на юго-западе отчество Денисенко, которое образовано от имени Денис (церковное Дионисий) с помощью уменьшительно-патронимического суффикса -енко. На Украине и в Беларуси такие фамилии на -енко означали «сын Дениса» или «потомок Дениса» и не склонялись.

Когда носители фамилии Денисенко переселились в великорусские земли, их фамилия попала под действие местной модели: чтобы обозначить принадлежность к роду, к основе добавили типичный русский суффикс -ов. Так появилась форма Денисенков — «из рода Денисенко». А уже от неё, по той же логике, образовалась женская форма Денисенкова. В русской традиции фамилии на -ов/-ев склоняются по падежам, и женский вариант закрепился как основной для женщин.

Мужской вариант фамилии — Денисенков. Встречается он в основном в центральных и южных областях России, куда в XVIII–XIX веках переселялись украинские крестьяне и казаки. В отличие от многих фамилий на -енко, которые остались без изменений, Денисенков показывает процесс языковой адаптации: люди сменили не только место жительства, но и форму родового имени.

Само имя Денис было одним из самых популярных на Руси, поэтому однокоренных фамилий много: Денисов, Денисьев, Денисенко, Денисовский. Денисенкова стоит в этом ряду особняком — она сохраняет память о двух культурных традициях: южнорусской (суффикс -енко) и северной (суффикс -ов).