Скорее всего, фамилия Лисименко образована от имени Лисим. Вероятно, оно является малораспространенным вариантом имени Анисим, которое в переводе с греческого означает «исполнитель». Форма имени Лисим возникла под влиянием тех же языковых процессов, что и форма Елистрат от имени Евстрат. Таким образом, потомок человека, которого звали Лисим, со временем получил фамилию Лисименко.