Фамилия Миласенко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, которые в XVII–XVIII веках стали массово вытеснять более ранние формы. Суффикс -енко в украинской ономастике означал «сын» или «потомок»: Миласенко — буквально «сын Миласа». Такая модель была особенно распространена на Левобережной и Слободской Украине, в Полтавской, Черниговской, Харьковской губерниях.

Основа фамилии — имя Милас. Это не каноническое церковное имя, а народная, уменьшительная форма от крестильных имён Миланий, Милентий или Емилиан (Емельян). Корень «мил-» здесь означает «милый», «любимый». В древнерусской и украинской среде такие имена-пожелания (Мила, Милан, Милен) давали ребёнку, желая ему быть любимым и приятным в общении. Со временем Милас закрепилось как самостоятельное прозвище или паспортное имя.

Встречается и более прозаичная версия: Миласом могли прозвать человека мягкого, приветливого нрава, «милашу». Тогда фамилия образована не от крестильного имени, а напрямую от прозвища, описывающего характер. Оба пути — через имя и через прозвище — одинаково вероятны, и в конкретной семье уже не проследить, что было первично.

Родственные фамилии, построенные по той же модели с тем же корнем — Милашевич, Милаш, Милашенков, Милашин. Но Миласенко стоит особняком благодаря суффиксу: если Милашевич — это белорусско-польский вариант (суффикс -евич), то Миласенко — типично украинский. В России фамилия встречается редко, в основном у потомков переселенцев с Украины. В самой Украине она распространена неравномерно: чаще всего фиксируется в Черкасской, Киевской и Полтавской областях.

Односложно сказать, к какому сословию принадлежал первый носитель, нельзя. Фамилии на -енко носили и казаки, и крестьяне, и мещане. Однако в реестрах запорожского казачества встречаются формы вроде Милашенко, что указывает на возможную казацкую среду. Но утверждать это для каждого конкретного Миласенко — гадание.