Фамилия Матюшенцева отвечает на вопрос «чей?» и принадлежит к распространённому типу русских семейных именований, образованных от личного прозвища отца. В основе лежит прозвище Матюшенец, а оно, в свою очередь, указывает на выходца из деревни или села с названием Матюшино. Таких топонимов в России немало: в Тверской, Вологодской, Новгородской и других областях есть свои Матюшино, и каждое из них могло дать начало фамилии.

Само название поселения происходит от имени Матюша — просторечной, обиходной формы канонического имени Матвей (в церковной традиции — Матфей). Имя это древнееврейского происхождения и переводится как «дарованный Богом». Так что в конечном счёте смысловая цепочка фамилии замыкается на имени, которое родители дали ребёнку с надеждой на Божий дар.

Модель образования здесь — суффикс -ец, который в русской ономастике традиционно обозначал принадлежность к местности: вспомним аналогичные по строению фамилии Ростовцев (из Ростова), Тверитинов (из Твери) или Казанцев. Матюшенец — это буквально «житель Матюшина», «тот, кто из Матюшина». Прозвище закреплялось за человеком, который переезжал в другое место, и по нему легко было определить, откуда он родом.

Дальше вступает в силу стандартная для русского языка притяжательная форма: сын Матюшенца записывался как Матюшенцев, а его жена или дочь — как Матюшенцева. Со временем эта форма застыла и превратилась в наследственную фамилию. Так что носительница фамилии Матюшенцева может быть уверена: её предки по мужской линии происходили из какого-то Матюшина, а ещё раньше — из рода человека по имени Матвей.

Интересно, что фамилия сохранила архаичный суффикс -енцев, который в современном языке часто редуцируется до -инцев или -овцев. Это делает её более старой по форме и указывает на то, что закрепилась она, скорее всего, в северных или центральных русских говорах, где такие формы были особенно употребительны.