Фамилия Есимсетов — редкая и неочевидная для русского уха. Её основа не связана с распространёнными славянскими корнями, а суффикс -ов указывает на то, что перед нами типичная русская патронимическая модель, прикреплённая к нерусскому прозвищу или имени. Скорее всего, фамилия образована от тюркского имени Есимсет (варианты: Есимсет, Есим-Сет). В казахском, татарском или башкирском языках «Есим» означает «память», «имя», а «сет» — числительное «семь» или часть составного имени. Целое имя могло значить «семикратно прославленный» или «имя (память) семерых». Такие имена давали, чтобы подчеркнуть многочисленность рода или пожелать долгой памяти о человеке.

Появление фамилии Есимсетов у русских, скорее всего, связано с крещением тюркских народов или с их переходом на оседлый образ жизни в XIX — начале XX века. При оформлении документов (например, при записи в ревизские сказки или метрические книги) к личному имени Есимсет добавили русский суффикс -ов, что означало «сын Есимсета». То есть предок носителя фамилии, вероятно, был крещёным татарином, башкиром или казахом, взявшим фамилию по отцовскому имени.

География фамилии очень узкая. По данным открытых источников, Есимсетовы встречаются в основном в Оренбургской области, в Башкортостане и в некоторых районах Казахстана с русскоязычным населением. Это подтверждает версию о тюркском происхождении основы: именно в этих регионах исторически жили башкиры, татары и казахи, а после присоединения к Российской империи их имена русифицировались.

Других версий, например, от русского слова «еси» (устаревшее «есть») или от фамилии Есипов, — нет. Фонетически «Есимсетов» слишком далёк от них, и такая гипотеза была бы натяжкой. По сути, фамилия — живой след межэтнического контакта: тюркское имя, обросшее русским окончанием, и узкая региональная привязка к Поволжью и Южному Уралу.