Фамилия Есенко происходит от просторечной формы Еся канонического имени Иосиф. В переводе с древнееврейского Иосиф означает «божья награда». Суффикс -енко типичен для украинской и белорусской антропонимии, где он указывал на родство по отцу: Есенко буквально понималось как «сын Еси» или «потомок Еси». Эта модель образования — одна из самых распространённых на востоке Украины и юге России, поэтому географически фамилия чаще всего встречается в этих регионах.

Еся — не единственная народная форма имени Иосиф. В русских говорах бытовали также Осип, Иоська, Еська. От них образовались фамилии Осипенко, Еськов, Есин. Есенко стоит в этом ряду, но отличается именно суффиксом -енко, который закрепился за территориями, где исторически преобладал украинский тип фамилеобразования. Если фамилия Есин или Еськов скорее укажет на северные или центральные области России, то Есенко — на Полтавщину, Черниговщину или Слобожанщину.

Иногда основу Ес- путают с тюркскими корнями, например, с казахским «ес» (память, разум) или башкирским «есе» (взрослый). Но для фамилии Есенко такая версия маловероятна: суффикс -енко нехарактерен для тюркских языков, а имя Иосиф было широко распространено в православной среде. Поэтому основная и самая правдоподобная гипотеза — именно от крестильного имени через уменьшительную форму.

В документах XVII–XVIII веков фамилии на -енко фиксировались в реестрах казацкой старшины и мещан. Носитель фамилии Есенко мог быть потомком реестрового казака или крестьянина, чьего отца в быту звали Есей. Сословной привязки у фамилии нет: её носили и казаки, и духовенство, и крестьяне. Сейчас Есенко — фамилия, равномерно рассеянная по Украине, но встречающаяся и в России, особенно в областях, граничащих с Украиной.