Фамилия Нусенова — женская форма, а мужская, Нусенов, образована по модели, характерной для тюркских и кавказских народов, с суффиксом -ов. Основа здесь — имя Нусен, которое, скорее всего, является диалектной или бытовой формой арабского имени Юсуф (Иосиф). В тюркской среде, особенно у народов Северного Кавказа и Закавказья, имя Юсуф нередко трансформировалось в Нусен, Нусуп или Нусреп — из-за местных фонетических особенностей, где начальный «й» переходил в «н», а «ф» в «с» или «п».

Встречается фамилия преимущественно у народов Дагестана, Чечни и Ингушетии, а также у азербайджанцев и кумыков. Если предки были из этих регионов, то имя Нусен могло быть дано в честь пророка Юсуфа, почитаемого в исламе. В таком случае фамилия буквально означала «принадлежащий Нусену» или «потомок Нусена», указывая на родоначальника, носившего это имя.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с караимским или крымчакским именем Нусен, которое также восходит к еврейскому Иосеф. Однако для этой фамилии характерна именно кавказская география, поэтому тюркско-исламская этимология выглядит убедительнее. Социальный контекст: Нусеновы могли быть из крестьян или горцев, поскольку фамилии на -ов в этих краях часто фиксировались в XIX–XX веках при учете населения, независимо от сословия.

Фамилия редкая, нераспространенная за пределами Кавказа, что делает её носителей, скорее всего, потомками выходцев из одного или нескольких близких селений.