Фамилия Иосенко — яркий пример украинской модели фамильного словообразования с суффиксом -енко. На восточнославянских землях, особенно в Левобережной и Слободской Украине, этот суффикс с XVI–XVII веков означал «сын» или «потомок» (аналогично русскому -ович, но гораздо более массово). Поэтому Иосенко — это буквально «сын Иоса».

Основа фамилии — имя Иос, которое является просторечной или диалектной формой библейского имени Иосиф. На Украине и юге России имя Иосиф часто сокращали до Йось, Ось, а в некоторых говорах — до Иос. В польском влиянии также встречается форма Józef, которая могла дать вариант Йозеф, но в украинском закрепилась именно через звук «и» (Иос). Таким образом, предок носителя фамилии был назван в честь святого Иосифа, а его дети или внуки получили отчество-фамилию Иосенко.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черкасчине, где суффикс -енко встречается в каждом втором роде. В русских переписях XIX века Иосенко изредка фиксировали в Курской и Воронежской губерниях, куда переселялись украинские крестьяне. Важно не путать её с фамилией Иосипенко — там основа более полная (Иосип, от Иосип), а Иосенко — результат более сильного стяжения.

Сословно носители фамилии почти всегда были крестьянами или казаками. Дворянских родов Иосенко не известно, что типично для патронимической модели на -енко: она была демократичной и не указывала на знатность, а лишь на происхождение от конкретного человека. В XX веке фамилия нередко «обрусевала» при записи в паспортах, но исконное ударение сохраняется на втором слоге: Иосе́нко.