Фамилия Евсенина образована от мужского крестильного имени Евсевий (Евсей), которое пришло из греческого языка и означает «благочестивый». В основу фамилии легла не полная форма имени, а производная, разговорная — Евсеня. Такие усечённые или ласкательные варианты (Евсеня вместо Евсей или Евсевий) в старину были обычны в крестьянской и рабочей среде, где полное церковное имя часто заменяли более простым в быту.

Фамилия образована по типичной русской модели с суффиксом -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Евсенина — «дочь (или жена) Евсени». Если бы фамилия относилась к мужчине, в современном употреблении она звучала бы как Евсенин, но женская форма Евсенина закрепилась в качестве родовой, что встречается реже и говорит о том, что в основе фамилии могло лежать прозвание женщины или же фамилия фиксировалась в документах по женской линии.

Словообразовательная цепочка проста: греческое Εὐσέβιος (Eusebios) → русское Евсей → уменьшительное Евсеня → фамилия Евсенина. По сравнению с более распространёнными однокоренными фамилиями (Евсеев, Евсеенко, Евсюков) вариант Евсенин встречается заметно реже и имеет более узкую географию бытования — преимущественно центральные и северные регионы России.

Сословная принадлежность первых носителей фамилии не зафиксирована в открытых источниках, но судя по модели образования (суффикс -ин, основа от просторечной формы имени), родоначальник скорее всего не принадлежал к дворянству. В массе своей фамилии на -ин от полных и уменьшительных имён получали крестьяне, мещане и посадские люди.