Фамилия Медосенко — яркий пример восточнославянской модели фамилий на -енко. Эта модель особенно характерна для Украины: суффикс -енко изначально означал «маленький» или «сын», то есть Медосенко — буквально «сын Медоса» или «потомок того, кого звали Медос». Раз уж суффикс указывает на происхождение, ключевой вопрос — что скрывается в основе «Медос-».

Здесь возможны два основных пути. Первый и самый очевидный — связь с мёдом. В славянской среде было распространено прозвище Мед или производные от него: Медок, Медос. Так могли называть пасечника, бортника, торговца мёдом или просто сладкоежку. Форма Медос могла возникнуть как ласкательное или уменьшительное от Мед, с добавлением суффикса -ос (как Дед — Дедос, Кос — Косос). В этом случае фамилия Медосенко — типичная «профессиональная» или «прозвищная» фамилия, указывающая на род занятий предка.

Вторая версия — от крестильного имени. В православных святцах есть имя Мефодий (греч. «методичный, следующий порядку»). В народной речи оно нередко сокращалось, и могли появиться варианты вроде Медося, Медос. Учитывая, что украинские фамилии на -енко часто образовывались от полных и сокращённых крестильных имён (Иваненко, Гриценко, Тимошенко), версия с Мефодием вполне правдоподобна. Прямых данных, какая из двух версий точнее, нет, но обе имеют равное право на существование. Географически фамилия Медосенко встречается преимущественно на востоке Украины (Сумская, Полтавская области) и в прилегающих областях России (Белгородская, Курская), что подтверждает её украинские корни. В дореволюционных документах могла писаться как Медосенко или Медосенков — с русифицированным окончанием.