Фамилия Насенникова — женская форма от Насенников, и её разумнее всего разбирать как фамилию, образованную от прозвища, связанного с ремеслом или бытовой деталью. Основа здесь — «насеник» или «насенник». В русских говорах так называли человека, который занимался просеиванием муки или зерна через сито — «на сене», то есть на сите. В некоторых диалектах «насенник» — это и само сито, и мельничный работник, отвечающий за просеивание. Таким образом, первый носитель фамилии Насенников мог быть мельником, помощником мельника или просто крестьянином, чья работа была связана с очисткой зерна.

Суффикс -ник в основе указывает на лицо по действию или предмету, а фамильный суффикс -ов/-ев — классический русский патронимический формант, означающий «сын такого-то». То есть Насенников — буквально «сын Насенника», где прозвище отца закрепилось за потомками. Такая модель типична для северных и центральных губерний России, где фамилии на -ов/-ев доминировали.

Стоит отметить, что фамилия редкая. В отличие от распространённых Сидоров или Кузнецов, Насенниковы встречаются в основном в архивных записях по Ярославской, Костромской и Вологодской областям — регионах, где было развито мукомольное дело на водяных мельницах. В некоторых говорах слово «насенник» могло иметь и другое значение — так называли наволочку на подушку, но в контексте прозвища это менее вероятно: ремесленная или инструментальная основа встречается в русских фамилиях гораздо чаще, чем бытовая.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Насенников стоит в одном ряду с Ситовым, Решетниковым, Сидоровым (от «сито»), но выделяется редкой приставкой «на-», которая придаёт слову оттенок направленности действия. В ономастике это пример так называемой «производной основы с предлогом», что делает фамилию не просто профессиональной, а более конкретной: не просто «ситник», а «тот, кто работает на сите».