Фамилия Овсеенко отвечает на вопрос «чей сын?» и буквально значит «сын Овсея». В её основе лежит имя Овсей — народная, разговорная форма канонического церковного имени Евсевий. Цепочка преобразований выглядит так: греческое eusebes («благочестивый») дало имя Евсевий, которое в обиходе сократили до Евсей, а уже из него в некоторых говорах получилось Овсей — с начальным «о» вместо «е». Так что за сухой формулой «сын Овсея» стоит пожелание благочестия, которое родители вкладывали в имя ребёнка.

Модель образования типична для украинской и южнорусской традиции. Суффикс -енко исторически указывал на отчество и означал «маленький», «молодой», то есть потомка. Поначалу так называли сына, затем прозвище закрепилось за семьёй и перешло в фамилию. Подобные формы на -енко массово закреплялись в Поднепровье и на Левобережной Украине в XVI–XVII веках, когда казацкая старшина и мещане обзаводились наследственными родовыми именами.

Интересно, что имя Овсей на Руси нередко сближали со словом «овёс» — так народная этимология переосмысляла непонятное греческое имя. Отсюда пошли и другие фамилии того же гнезда: Овсеев, Овсейчук, Овсюков. Но к посевам и земледелию Овсеенко прямого отношения не имеет — корень тут чисто именной, а совпадение со злаком случайное.

Встречаются и варианты написания через «а» — Авсеенко. Это не ошибка, а следствие аканья: в безударной позиции «о» и «а» звучали одинаково, и писцы фиксировали звук по-разному. Поэтому Овсеенко и Авсеенко — родственные фамилии, разошедшиеся в орфографии.

Носители фамилии — это потомки человека по имени Овсей, который жил, скорее всего, на территории современной Украины или в южных русских землях. Точных сведений о древности рода и его сословной принадлежности нет — фамилия могла возникнуть и в казацкой среде, и среди крестьян. Но сам тип фамилии говорит о том, что сложилась она не позднее XVIII века, когда окончательно закрепилась модель отчеств на -енко.