Фамилия Филисенко — яркий пример украинской модели фамилеобразования с суффиксом -енко. В XVII–XVIII веках этот суффикс, изначально означавший «маленький» или «сын», стал настолько массовым в левобережной и южной Украине, что со временем закрепился как фамильный, потеряв уменьшительный оттенок. Филисенко буквально значит «потомок Филиса» или «сын Филиса».

Основа фамилии — имя Филис. Это не каноническая полная форма, а, скорее всего, разговорный вариант от Филипп (греч. «любящий коней»). В украинской народной традиции имя Филипп часто сокращали до Филис, Фились, Филько. Сравните с фамилиями Филисюк, Филипенко, Филипчук — все они идут от одного корня, но с разными суффиксами. Филисенко стоит в ряду с такими же «сыновьими» формами, как Гриценко (от Гриць, Григорий) или Тарасенко (от Тарас).

Географически фамилия привязана к украинским землям, особенно к Полтавщине, Черкасчине, Киевщине. В российских переписях XIX века Филисенко встречается редко и почти всегда в переселенческих общинах — на Кубани, в Слобожанщине (современная Харьковская и Сумская области), куда украинцы уходили от крепостного гнёта. То есть носитель фамилии с высокой вероятностью происходит из казацкой или крестьянской среды, где отчество на -енко закрепилось как наследственное имя.

Встречается и вариант написания с одной «с» — Филисенко. Это не ошибка, а результат того, что в украинском языке удвоение согласных при заимствовании нехарактерно, а в русской передаче часто путали. Правильное ударение — на вторую «и»: Фили́сенко. В быту иногда смещают на последний слог, но это искажает исходную модель (ударение в основе имени Фили́с).