Фамилия Ляйсеновы — редкий случай, когда в основе русской по форме фамилии лежит женское восточное имя. Обычно фамилии образовывали от мужских имён или прозвищ, а здесь исходным стало арабское имя Ляйсен, которое переводят как «щедрая». В татарском языке у этого слова другое, но тоже поэтичное значение — «первый тёплый весенний дождь». Есть и третья версия: по древнесирийскому календарю ляйсен — это месяц апрель, щедрый на осадки.

Словообразовательная модель проста: к основе Ляйсен добавили русский патронимический суффикс -ов, что в классических русских фамилиях означало «чей?» — то есть потомок Ляйсена. Но если имя женское, то фамилия могла закрепиться за детьми, которые воспитывались одной матерью, без отца, — такие случаи в истории известны, хоть и нечасты.

Происхождение фамилии исследователи связывают с тюркской или ордынской средой XV–XVII веков. В то время многие выходцы из Золотой Орды, печенегов или половцев оседали на русских землях, принимали православие и получали фамилии, образованные от их прежних имён. Именно так инонациональные основы проникали в русский фамильный фонд, и Ляйсеновы — один из таких примеров.

Встречаются и варианты того же корня: Лейсания, Лейсана, Нисан. Но сама фамилия Ляйсенов остаётся редкой — памятником восточной культуры, вплетённым в русскую ономастику.