Фамилия Еросенкова образована от крестильного мужского имени Иерофей, которое происходит от греческих слов hieros — «священный» и theos — «бог». В основу фамилии легла просторечная форма этого имени — Еросик. Такое сокращение типично для народной традиции: длинные церковные имена в быту упрощали, чтобы легче было произносить и запоминать. Скорее всего, основатель рода Еросенковых был выходцем из рабочей или крестьянской среды — именно в этих сословиях просторечные варианты имён встречались чаще всего.

Суффикс -енков в фамилии указывает на украинское или южнорусское происхождение. В русской ономастике модель на -енко (и её русифицированная форма -енков) означала «маленький» или «сын»: Еросенков — буквально «сын Еросика». Со временем окончание -ов закрепилось по аналогии с другими русскими фамилиями, и женская форма стала звучать как Еросенкова.

Таким образом, фамилия Еросенкова означает «потомок человека по имени Еросик». Имя Еросик, в свою очередь, восходит к Иерофею — «священнобожьему». Связь с высоким церковным именем не говорит о знатном происхождении: напротив, просторечная форма выдает крестьянские или мещанские корни. Встречаются и однокоренные фамилии — Ерофеев, Ерошин, Ерохин, но именно вариант Еросенков сохранил редкий суффикс, характерный для южных регионов России и Украины.