Фамилия Горсюкова — редкий случай, когда за основу взято не имя, не профессия и не географическое название, а, скорее всего, уличное прозвище, связанное с диалектным словом. В центре внимания — корень «горс-», который в русских говорах имел несколько значений. Наиболее вероятное: «горс» или «горсть» — пригоршня, ладонь, сложенная для захвата сыпучего. В этом случае прозвище Горсюк могли дать человеку с необычно большой или, наоборот, маленькой ладонью, либо тому, кто часто что-то зачерпывал горстями — например, работал с зерном, мукой, песком.

Менее распространённая, но возможная версия: «горс» как искажённое «горький» (с чередованием согласных) или «горсый» — так в некоторых областях называли человека с трудным, горьким характером. Третья гипотеза связывает фамилию с тюркским корнем «горс» (грозный, страшный), но для русской фамилии это маловероятно — скорее, это случайное созвучие.

Суффикс -юк- типичен для прозвищ и фамилий юго-западных областей России и Украины (ср. Ковальчук, Панасюк). Он указывает на уменьшительную или принадлежностную форму: Горсюк — «сын или потомок Горса». Окончание -ова — стандартный русский вариант для женской формы фамилии, но исторически фамилия закрепилась в мужском роде как Горсюков.

С географической точки зрения, фамилия Горсюковы — редкая и локальная. Наибольшие скопления носителей встречаются в Псковской и Смоленской областях, а также в соседних районах Беларуси. Это согласуется с диалектной зоной, где слово «горс» в значении «пригоршня» было в ходу. Сословно предки, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, но точных данных о дворянском происхождении нет — фамилия не входит в списки столбового дворянства.

В ономастических справочниках фамилия не упоминается у Б. Унбегауна или В. Никонова — это говорит о её локальном бытовании и относительно позднем оформлении, вероятно, в XVIII–XIX веках. Однокоренные аналоги — Горсюк (без суффикса -ов), Горсеев, Горсин — встречаются ещё реже.