Фамилия Гусенко образована от имени или прозвища Гусь. В древнерусской традиции существовал обычай давать ребенку мирское имя — название животного или птицы. Считалось, что таким образом природа примет младенца за своего и передаст ему свойства этого существа. Однако в случае с фамилией Гусенко есть и более приземленная версия: прозвище Гусь мог получить человек, который разводил гусей или торговал ими. В пользу этого говорит прозрачная связь с ремеслом, которая часто давала устойчивые прозвища в крестьянской среде.

Модель образования фамилии — украинская: суффикс -енко указывает на принадлежность или родство (буквально «маленький», «сын»). Таким образом, Гусенко — это «сын Гуся». На востоке Украины фамилии на -енко особенно распространены, и Гусенко нередко встречается в Полтавской, Сумской и Харьковской областях.

В исторических источниках родственные именования фиксируются с XV века. В работе С. Б. Веселовского упоминаются Василий Константинович Гусь Добрынский (первая половина XV века) и Василий Федорович Гусь Товарков-Пушкин (вторая половина XV века). Эти примеры показывают, что прозвище Гусь бытовало в среде служилых людей, а не только среди крестьян.

Известный носитель фамилии — Павел Яковлевич Гусенко (1914–1944), военный летчик, Герой Советского Союза. Его биография подтверждает, что фамилия встречалась в советский период и не была привязана к какому-то одному сословию или региону.