Фамилия Красенцев образована от прозвища Красенец, а оно, в свою очередь, от слова «красный». В древнерусском языке «красный» означало прежде всего «красивый», «прекрасный», а цветовое значение закрепилось позже. Поэтому Красенцем могли назвать красивого, видного человека, либо того, кто носил яркую, красную одежду. Реже прозвище давали румяному, краснощекому человеку — такая примета тоже была заметной.

Суффикс -ец указывает на лицо, носителя признака. Такая модель типична для прозвищ: Красавец, Умница, Доброволец. От них затем возникли фамилии на -ов: Красенцев буквально означает «сын Красенца». Фамилия недворянская, скорее всего крестьянская или посадская, поскольку образована от прозвища, а не от имени святого.

Однокоренные фамилии — Красавин, Красильников, Краснощёков — но Красенцев стоит особняком из-за редкого суффикса. Встречается она преимущественно в центральных и северных областях России, хотя точная география не описана в массовых справочниках. Словарь Б. Унбегауна упоминает основу «крас-» как одну из самых продуктивных в русской антропонимии, но конкретно эта форма не выделена — что говорит о её относительной редкости.

Если же допустить, что в основе лежало не прозвище, а топоним Красенец (название села или урочища), то фамилия могла возникнуть у выходца из такого места. Но это менее вероятно: населённых пунктов с таким названием в документах почти нет.