Фамилия Карасенко образована по украинской модели от мирского имени Карась. В основе — название речной рыбы, которое в древнерусской традиции давали ребенку как оберег: считалось, что природа примет младенца за своего и передаст ему качества, присущие этой рыбе (живучесть, неприхотливость). Суффикс -енко в украинской антропонимии означает «сын» или «потомок», так что Карасенко буквально — «сын Карася».

В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые чаще фиксировали принадлежность к главе семьи (например, Карасев), украинское -енко указывало на прямое родство по мужской линии. В письменных источниках фамилия встречается с XIX века. В Книге памяти Республики Коми упоминается Тит Поликарпович Карасенко, родившийся в 1898 году в селе Лебедь Курской области. Другой документ фиксирует Сергея Семеновича Карасенко, родившегося в 1879 году в деревне В.Бур Буромской волости Полтавской губернии.

Интересна география: ранние носители сосредоточены на стыке Курской и Полтавской губерний — исторической границе России и Малороссии. Это объясняет, почему фамилия с украинским суффиксом встречается и в русских документах. В современной России Карасенко распространена в южных и центральных областях, а на Украине — преимущественно в левобережных регионах.