Фамилия Носенко входит в большое семейство «носовых» фамилий, но выделяется среди них своим суффиксом. Если Носов, Носовский или Носачёв образованы с помощью типичных для русской ономастики формантов, то Носенко — это классическая украинская модель, означающая «сын» или «потомок». Буквально фамилию можно перевести как «Носов сын» или «сын Носа».

В основе фамилии лежит прозвище Нос. В старину его давали человеку с носом примечательной формы или размера. Однако у фамилии Носенко есть и вторая, более изящная версия происхождения, связанная с уменьшительной формой. В украинском языке, как и в русских говорах, бытовало слово «носок» — так называли маленький нос, пока форма «носик» не закрепилась повсеместно позже. Соответственно, прозвище Носок или Носик получал человек с небольшим, аккуратным носом. Потомок такого человека и получил фамилию Носенко.

Прозвища, образованные от названий частей тела, были широко распространены в славянской традиции. Они не всегда указывали на физический недостаток — часто так закрепляли за человеком яркую, запоминающуюся черту внешности, которая отличала его от других. Позже прозвище Нос, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. Так что предки современных Носенко — это, скорее всего, люди из украинских земель, где суффикс -енко в XVI–XVII веках стал главным маркером родовой принадлежности, особенно среди казачества и мещанства.

Стоит отметить, что фамилия Носенко не единственная в этой группе. Рядом с ней бытуют однокоренные Нос, Носик, Носок, Носов, Носаченко, Носенков. Последняя форма интересна тем, что представляет собой обрусевший вариант: переселенцы с Украины добавляли русский суффикс -ов к уже готовой фамилии, чтобы её легче было склонять. Сама же фамилия Носенко в русском языке склоняется по правилам украинских фамилий, что часто вызывает вопросы у носителей, но не меняет её сути.