Фамилия Петрусенко отвечает на вопрос «чей ты будешь?» и буквально означает «сын Петруси». В основе лежит не полное церковное имя Пётр, а его просторечная, обиходная форма — Петруся. Так на Руси могли звать и взрослого мужчину, и мальчика, и это имя было распространено не меньше, чем полный вариант, особенно в южных и западных регионах.

Само имя Пётр пришло из древнегреческого языка и переводится как «камень», «скала». Для христианского мира это имя особое: его носил апостол Пётр, один из двенадцати учеников Христа, которого считают первоверховным апостолом и символическим основателем церкви. На Руси имя Пётр появилось после Крещения и быстро стало одним из самых любимых, поэтому и производных форм от него возникло множество: Петруня, Петруха, Петруша, Петряй и, конечно, Петруся.

Суффикс -енко в фамилии — типичная украинская и южнорусская модель, которая указывает на родство. Первоначально Петрусенко — это отчество: так говорили про сына, внука или даже дальнего потомка человека по имени Петруся. Со временем отчество закрепилось за родом и превратилось в наследственную фамилию. Такая словообразовательная модель была особенно продуктивна на Левобережной Украине, в Поднепровье и в прилегающих к ним русских губерниях, поэтому корни фамилии стоит искать именно там.

Интересно, что фамилия Петрусенко не единственная в этом ряду. Рядом с ней бытовали Петрусенков (с дополнительным русским суффиксом), Петрусевич (с белорусско-польским окончанием) и Петрущенко — все они образованы от той же уменьшительной основы Петруся, но в разной языковой среде. Это лишний раз подтверждает, что имя было живым и широко употребимым, а не книжным.

В документах фамилия фиксировалась по-разному — встречались варианты Петрусенко и Петрусенков, что отражает колебания писцов и диалектные особенности речи. Сегодня фамилия Петрусенко встречается и в России, и на Украине, и в странах дальнего зарубежья, куда потомки носителей переселились в разные исторические периоды.