Фамилия Колосенок рассказывает о предке, которого в народе прозвали Колосом. Такое прозвище могло появиться по нескольким причинам. Чаще всего его давали крестьянину, собиравшему со своего надела особенно хороший урожай — он словно сам был частью колосящегося поля. Однако в вологодских, новгородских и пермских говорах Колосом называли человека мелочного, придирчивого или, наоборот, робкого. Была и другая версия: прозвище закреплялось за хрупким, худощавым, невысоким человеком — по аналогии с тонким стеблем.

Не исключено и языческое происхождение: имя Колос давали младенцу как мирское, чтобы природа воспринимала ребёнка как своего и передала ему полезные качества колосящегося растения. В письменных источниках встречаются, например, Колос Иван Андреевич Кокорев (1495 год) и посадский человек Василий Колосов (1624 год, Зарайск).

Сама фамилия образована по характерной восточнославянской модели с суффиксом -енок (фонетический вариант — -онок). В белорусской, украинской и южнорусской традиции этот суффикс указывал на прямое родство: Колосенок — это буквально «маленький Колос», то есть потомок, сын или внук человека по прозвищу Колос. Такая форма фамилий встречается реже, чем привычные -ов/-ев или -ин, и делает фамилию Колосенок более редкой и локальной — её носители, скорее всего, происходят из регионов, где была распространена именно эта модель (западные и южные области России, Беларусь, Украина).