Фамилия Люсенков образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность («чей?»). Основа — Люсенко, а та, в свою очередь, восходит к прозвищу или неканоническому имени Люсеня. Это уменьшительно-ласкательная форма от распространённого в прошлом крестильного имени Лука (от латинского lux — «свет»). Схема проста: Люсеня — сын Люсени — Люсенков. Подобные фамилии на -енков типичны для южнорусских и украинских земель, где суффикс -енко (впоследствии обрусевший до -енков) означал «маленький» или «потомок».

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «люсень» — так в некоторых говорах называли ленивого или вялого человека. В этом случае фамилия указывала бы на характер предка. Однако такая основа встречается редко, и примеров её бытования в письменных источниках почти нет, поэтому версия с именем Лука выглядит убедительнее.

Интересная деталь: фамилия Люсенков — не массовая, а довольно редкая. В дореволюционных справочниках она не фиксировалась широко, что говорит о её локальном происхождении. Скорее всего, предки Люсенковых жили в одной из южнорусских губерний — Курской, Воронежской или Орловской, где уменьшительные формы имён на -еня были особенно употребительны. Сословно носители фамилии, по всей видимости, относились к крестьянам или однодворцам — потомкам служилых людей, освоивших южные рубежи России.

Таким образом, фамилия Люсенков — это типичный пример патронимической фамилии, образованной от домашнего имени с корнем Люс- (от Лука) и обрусевшим украинским суффиксом -енко.