Фамилия Недеснов — редкий случай, когда основа читается почти как современное слово, но с отрицанием. На первый взгляд кажется, что в ней спрятано прилагательное «десный» (правый, находящийся справа) с частицей «не». Однако в русской ономастике за фамилией стоит не география сторон света, а прозвище, образованное от глагола «деснить» — в старых говорах так говорили про того, кто делает что-то не так, криво, не по правилам. «Недесный» — человек неладный, непутёвый, неумелый. Прозвище давали не в обиду, а как бытовую характеристику: мол, не деснит у него дело, не спорится.

Модель образования типична для русских фамилий на -ов: от прозвища Недесный отсекли окончание и добавили патронимический суффикс, указывающий на принадлежность — «чей?» — Недеснов. Первым носителем был сын или потомок Недесного. Суффикс -ов указывает на севернорусское или центральное происхождение, в отличие от южнорусского -ин.

В словарях фамилия почти не встречается, что говорит о её редкости и локальном бытовании. Скорее всего, она возникла в одной или нескольких деревнях, где прозвище закрепилось за целым родом. По сословной принадлежности предки — скорее всего, крестьяне или посадские люди, потому что в дворянской среде прозвища с негативной окраской обычно не передавались в фамилию.

Есть и менее вероятная версия: от диалектного «десна» в значении «правая рука». Тогда Недеснов — «не правша», то есть левша. Но глагольная основа «деснить» встречается в говорах чаще, чем именование левши через отрицание, поэтому первая гипотеза надёжнее. В любом случае, фамилия не имеет отношения к реке Десне — географическая привязка здесь случайна, потому что суффикс -ов привязан к личному имени или прозвищу, а не к топониму.