Фамилия Касенчук — характерный пример восточнославянской модели фамилий на -чук. Этот суффикс, распространённый прежде всего на территории Украины и Беларуси, указывает на происхождение от отца или его прозвища: буквально «сын Касеня» или «маленький Касень». В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, где ударение обычно падает на окончание, украинские фамилии на -чук часто сохраняют ударение на корне.

Основа фамилии — Касен — скорее всего, производная от крестильного имени Кассиан. В народной традиции это имя, пришедшее из латинского (Cassianus — «пустой, праздный» или «принадлежащий Кассию»), часто упрощалось и переделывалось. В украинском и белорусском говорах закрепились формы Касен, Касьян, Касян. Таким образом, Касенчук — это потомок человека по имени Касен (Касьян).

Вторая, менее распространённая версия, связывает фамилию с тюркским именем Хасен или Касен (от арабского «хасан» — «красивый, хороший»). Это было бы возможно в регионах длительного татаро-украинского соседства, но для фамилии Касенчук такое происхождение менее вероятно: суффикс -чук прочно ассоциируется с христианской ономастикой, где имена греческого и латинского корня перерабатывались по местным лекалам.

Географически фамилия Касенчук тяготеет к западу Украины: Волынь, Ровенская, Хмельницкая области. Встречается она и в Польше (в записях как Kaseńczuk, Kasińczuk), что подтверждает её формирование на территории, где исторически смешивались украинское и польское влияние. В польском языке суффикс -czuk (читается как «чук») тоже продуктивен, но в данном случае он указывает на украинский или белорусский субстрат.

Сословная принадлежность первых носителей, скорее всего, была крестьянской или казачьей. Фамилии на -чук редко встречались у шляхты — это маркер простого происхождения, фиксация родового прозвища в среде, где фамилии начали закрепляться относительно поздно, в XVII–XVIII веках. Никаких широко известных исторических личностей с этой фамилией в открытых источниках не зафиксировано, что для такой модели типично: она осталась локальной, не выйдя за пределы семейной истории нескольких сёл.