Фамилия Димисенов — один из тех случаев, когда на слух всё кажется привычным, а при разборе начинаются вопросы. Суффикс -ов указывает на русскую модель образования, но основа явно не славянская. Самая логичная версия: фамилия происходит от имени или прозвища Димисен. А оно, в свою очередь, восходит к крестильному имени Димитрий (церковная форма — Димитрий, народная — Дмитрий). В русских говорах имена нередко укорачивали и переиначивали: Димиша, Димша, Димон. Форма Димисен могла возникнуть на стыке двух традиций: греческого имени и тюркского или кавказского суффикса принадлежности -сен (-син), который означает «ты» или «твой». То есть Димисен — «ты Димитрий» или «сын Димитрия»? Это необычно, но встречается в зонах языкового контакта.

Есть и более прозаичное объяснение: фамилия могла появиться в среде, где имя Димитрий произносили с местным акцентом — Димисен. Например, в некоторых регионах Поволжья или Северного Кавказа, где русские фамилии записывали со слуха, а письменные нормы были размыты. Тогда Димисенов — это просто «потомок Димисеня», то есть человека, которого звали уменьшительно-ласкательно Димисеня (по аналогии с Матвееня, Степаненя). Такие формы редки, но фиксируются в украинской и южнорусской антропонимии.

Спорный момент — неясно, на какой территории фамилия закрепилась. В дореволюционных списках и современных базах данных она встречается точечно, без выраженного гнезда. Это говорит о том, что фамилия не массовая, а локальная. Возможно, её носители — потомки переселенцев, или же она возникла в результате ошибки писаря (скажем, вместо Димитриев или Демешев). В любом случае, корень очевиден: церковное имя Димитрий, а суффикс -ов делает фамилию типично русской по форме, несмотря на необычную основу.