Фамилия Дисенов — редкий случай, когда её происхождение почти наверняка ведёт не к русскому, а к тюркскому или монгольскому корню. Если отбросить суффикс -ов, который в русских фамилиях означает принадлежность («чей?»), остаётся основа Дисен. Сама она, скорее всего, восходит к мужскому личному имени Дисен (или Дисенбай), которое было распространено у казахов, татар, башкир и других тюркоязычных народов.

Слово «дисен» (или «дисән») в тюркских языках имеет несколько значений, но самое вероятное — «сказал», «говорил» (форма прошедшего времени от глагола «говорить»). В кочевой культуре прозвища и имена нередко давались по первому слову, которое произнёс ребёнок, или по какой-то характерной фразе. Таким образом, Дисен могло означать «тот, кто сказал» или «сказавший» — своеобразное прозвище для красноречивого человека или же имя-оберег, данное после того, как младенец заговорил.

Фамилия Дисенов — патронимическая, то есть образована от имени отца. В русской среде её носителями, скорее всего, стали крещёные татары, башкиры или казахи, либо их потомки, которые перешли на русский быт и получили фамилию по отцу. Встречается она в основном в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири — регионах, где веками жили тюркские народы и где происходила активная ассимиляция.

С точки зрения словообразования, фамилия Дисенов стоит в ряду таких же тюркских по происхождению фамилий, как Абдулов, Ибрагимов, Темиров. Отличие в том, что основа Дисен — не арабское или персидское заимствование, а исконно тюркское слово, что делает её более редкой и локально привязанной к степной культуре. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться как Дисеновъ или, при неточной записи, как Дисенов — с одной «с», хотя правильнее через «с», так как основа не содержит удвоения.