Фамилия Митрусенко — яркий пример украинской модели фамилии с патронимическим суффиксом -енко. Это один из самых распространённых фамильных формативов в Украине, который в XVI–XVII веках вытеснил более древние суффиксы и стал обозначать «сына» или «потомка». Буквально Митрусенко — «сын Митруса», а Митрус, в свою очередь, — народная, разговорная форма имени Дмитрий.

Имя Дмитрий (церковнославянская форма от греческого Димитриос — «посвящённый Деметре», богине земледелия) в украинской среде дало множество производных: Дмитро, Митра, Митро, Митрусь. Форма Митрус — это уменьшительно-ласкательный или обиходный вариант, характерный для центральных и северных регионов Украины, где любили усекать и смягчать имена. Суффикс -ус придаёт имени оттенок фамильярности или ласки, как в парах Иван — Иванюс, Пётр — Петрус.

Географически фамилия Митрусенко тяготеет к Полтавщине, Черкасщине и Киевщине — зоне активного распространения фамилий на -енко. В этих краях в XVIII–XIX веках крестьян и казаков, не имевших наследственных фамилий, часто записывали по имени отца: если отца звали Митрус, то сын автоматически становился Митрусенко. Дворянской или шляхетской эта фамилия не была — слишком простое, «мужицкое» образование, без приставок и суффиксов, указывающих на знатное происхождение.

Интересная деталь: в русских переписях XIX века фамилию могли искажать на «Митрусенков» или «Митрусенко», не склоняя, но в быту часто переделывали на русский лад — «Митрусенков» или даже «Митрусин». Однако подлинная форма сохранилась именно в украинской среде, и сегодня она остаётся одной из тысяч фамилий, образованных от народных вариантов календарного имени Дмитрий.