Фамилия Фирсенкова — женская форма от Фирсенков, а та, в свою очередь, образована от мужского имени или прозвища Фирс. Основа здесь не самая частая: имя Фирс — древнегреческого происхождения, от «фирсос» (тирс), то есть жезл, увитый плющом и виноградом, атрибут бога Диониса. В святцах это имя закрепилось благодаря святому мученику Фирсу, и в дореволюционной России его давали при крещении, хоть и реже, чем Ивана или Петра.

Суффикс -енк- в фамилии Фирсенков указывает на украинское или южнорусское происхождение. В отличие от стандартной русской модели «Фирсов» (чей? — сын Фирса), форма с -енко означает «маленький Фирс» или «потомок Фирса» и типична для территории бывшей Гетманщины, Слобожанщины и южных областей России. То есть предки носителя фамилии с большой вероятностью жили в Черниговской, Полтавской, Харьковской губерниях или в землях Войска Донского, где такие модели были массовыми.

Фирс, как личное имя, давало начало и другим фамилиям — Фирсов, Фирсанов, Фирютин. Но именно Фирсенков стоит особняком из-за уменьшительно-патронимического суффикса: он не просто называл сына по отцу, а подчёркивал младшую ветвь рода или прозвищное происхождение. В быту Фирсом могли прозвать человека, который чем-то напоминал этого святого или, что вероятнее, носителя редкого имени — например, за серьёзный нрав или приверженность церковным обрядам.

Встречаемость фамилии Фирсенкова сегодня невысока, но она устойчиво фиксируется в Курской, Белгородской и Воронежской областях, а также в восточных регионах Украины. Это подтверждает её южнорусский корень: крестьяне и казаки, носившие это прозвание, в XIX веке не поднялись выше мещанского или крестьянского сословия, поэтому фамилия не попала в дворянские родословные книги.