Фамилия Верхошенцев — редкий пример фамилии, образованной не от названия профессии или личного имени, а от указания на местоположение в пределах одного поселения. Её основа — слово «верх» в значении «верхний конец» или «верхняя часть» села, деревни, оврага. Суффикс -ец в таких фамилиях (как и в фамилиях Донец, Верхотуров) указывал на человека, который живёт или родом оттуда: «верхошанец» — тот, кто с верха, с верхнего конца.

Ключевая особенность — суффикс -ев в окончании. Фамилия образована по модели притяжательного прилагательного: «чей?» — Верхошенцев, то есть сын или потомок Верхошанца. Это типичная русская патронимическая модель, но с топонимической основой. Окончание -ев, а не -ов, указывает на то, что в основе лежало слово с мягкой или шипящей основой (Верхошанец → Верхошенцев). Чередование «а/е» в корне (ВерхошАнец → ВерхошЕнцев) — результат исторического изменения гласных в безударном положении, закреплённого на письме.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где было распространено деление села на «концы» (верхний, нижний, заречный). В документах XVII–XVIII веков нередко встречаются записи вида «крестьянин верхнего конца», которые затем превращались в фамилии. Верхошенцевы могли быть жителями деревни, стоявшей на возвышенности, или потомками того, кого прозвали Верхошанцем за место жительства.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Верхошин, Верхотуров, Верхоланцев) показывает, что все они образованы от одного корня, но разными суффиксами. Верхошенцев — один из самых редких вариантов, сохранивший архаичную форму с -ец. Встречаемость фамилии крайне низкая, что говорит о её локальном происхождении — скорее всего, из одной или двух соседних деревень.