Фамилия Ермишенков образована от имени, а не от ремесла или прозвища. В её основе лежит уменьшительная форма канонического мужского имени Ермил (церковная форма — Ермилий). Имя это греческого происхождения и переводится как «из гермесовой (храмовой) рощи». Святой покровитель имени — мученик Ермил, день памяти которого приходится на 26 января.

В народной речи полное имя Ермил сократили до ласкового Ермиша. Именно от этой формы и пошла фамилия. Модель образования здесь необычная: к основе Ермиш- добавили сначала украинский патронимический суффикс -енко (указывающий на потомка: «сын Ермиши»), а затем — русский суффикс -ов, который закрепил фамилию в документах. Это говорит о том, что предки носителей фамилии, вероятно, происходили с украинских или южнорусских земель, а позже переселились в великорусские области, где фамилию «обкатали» под местные стандарты, добавив типичное окончание -ов. Так Ермишенко стал Ермишенковым.

Фамилия эта относительно редкая. Её главная особенность — двойная русификация: сначала украинский суффикс, потом русский. Встречаются однокоренные варианты: Ермишев (от той же основы Ермиша, но без украинского суффикса) и Ермилов (от полной формы имени).