Фамилия Камешенцева — один из примеров, где суффикс выдает географию происхождения быстрее, чем корень. Модель на -енцев (с вариантом -енцов) характерна для фамилий, образованных от названий жителей определенной местности, и особенно распространена в центральных и южнорусских областях, в Поволжье и на Урале. Если бы фамилия оканчивалась на -ев (Камешев), она бы прямо указывала на прозвище или имя Камеш. Но суффикс -енцев добавляет собирательный оттенок: предок был не просто «чей-то», а «выходец оттуда, где живут камешенцы».

Корень фамилии — камеш- — это диалектная форма слова «камень». В русских говорах «камеш» или «камыш» (не путать с тростником) могло означать либо мелкий камень, гальку, либо каменистую почву. Отсюда и прозвище Камеш: так могли назвать человека крепкого, твердого, «каменного» характером, либо того, кто жил на каменистом месте или работал с камнем — каменотеса, строителя. Вторая, менее вероятная версия, связывает основу с тюркским «камыш» (тростник), но для фамилии Камешенцев это сомнительно: тростниковые фамилии обычно оформляются иначе (Камышов, Камышев).

Таким образом, логическая цепочка проста: сначала появляется прозвище или мирское имя Камеш. Затем жителей деревни или села, где жил этот Камеш или где было много камня, называют «камешенцы» (по модели «арзамасцы» → «арзамасец»). И наконец, сына или внука такого человека записывают как Камешенцев — «сын камешенца». Фамилия фиксирует не просто личное качество предка, а его принадлежность к определенной локальной группе, что делает её типичной «географической» фамилией в русской ономастике.

Встречается фамилия в основном в центральной России и Поволжье. Встречается вариант с окончанием -а (Камешенцева) — это женская форма, которая в современном русском языке не меняется при склонении. Мужской вариант — Камешенцев. Сословного барьера у фамилии не было: её могли носить и крестьяне, и мещане, и купцы, в зависимости от того, в какой среде прозвище закрепилось.