Фамилию Емсенко стоит рассматривать в ряду украинских фамилий с суффиксом -енко, который в XVI–XVIII веках был главным маркером «сыновства» или принадлежности к роду на Левобережной и Слободской Украине. Суффикс указывает на то, что основатель рода Емсенко был либо сыном, либо подручным человека по прозвищу Емса, Емс или Емец. Сама основа фамилии неочевидна и вызывает споры.

Самая прямая версия — от прозвища Емса, связанного с диалектным глаголом «емсать» (есть жадно, хватать ртом). В говорах юго-западных областей России и Украины это слово закрепилось за человеком с быстрой, хваткой манерой есть или за тем, кто отличался прожорливостью. Прозвища от глаголов приёма пищи — обычное дело: Жерло, Глота, Хлебало. Емса могло быть ироничным именем для крестьянина, известного своим аппетитом.

Менее вероятна, но возможна связь с именем Емельян через стяжённую форму Емса или Емс. В народной речи Емельян сокращали до Емля, Емка, Емша — форма Емса могла возникнуть как промежуточный вариант. Однако фамилия Емсенко, а не Емельяненко или Емкин, говорит о том, что народная форма имени не прижилась в качестве основы — скорее всего, перед нами именно прозвищное, а не календарное имя.

Фамилия редкая, её географическое ядро — восток Украины (Сумская, Полтавская, Харьковская области) и прилегающие районы России (Белгородчина, Курщина). В документах XVII–XVIII веков фамилии на -енко из этой зоны фиксировались в реестрах казаков и мещан, поэтому предки Емсенко могли быть рядовыми казаками или крестьянами, получившими фамилию по прозвищу старшего в семье.