Фамилия Плесенников образована от личного прозвища Плесенник. В его основе лежит нарицательное «плесень» — мицелий гриба, который появляется в сырых местах в виде зеленовато-серых или желтоватых пятен на различных предметах и органических телах и вызывает их порчу. Вероятно, такое прозвище закрепилось за человеком, жившим в болотистой, сырой местности, где плесень была привычным спутником быта. Таким образом, прозвище указывало на характерную особенность места жительства основателя рода.

Суффикс -ник в слове «плесенник» типичен для русских прозвищ, обозначающих человека по его связи с предметом или явлением. Сравните с другими фамилиями той же модели: Болотников (от «болото»), Мельников (от «мельник»), Гребенников (от «гребень»). В данном случае связь прямая: Плесенник — тот, кто живёт «у плесени», то есть в низине, у болота, в местах с застойной влагой. Не исключено также, что прозвище носило ироничный оттенок и могло относиться к неопрятному человеку, но версия о географической привязке выглядит правдоподобнее: прозвища по месту жительства в русской ономастике встречаются чаще, чем бытовые насмешливые характеристики.

Фамилия Плесенников построена по стандартной патронимической модели: к основе Плесенник добавился суффикс -ов, образующий притяжательное прилагательное. Изначально форма «Плесенников» означала «сын Плесенника» или «человек из семьи Плесенника». Такая словообразовательная схема — одна из самых распространённых в русских фамилиях, она окончательно закрепилась в XV–XVII веках, когда фамилии перестали быть только княжескими или боярскими и начали массово оформляться у крестьян, посадских людей и духовенства.

Точное место и время возникновения фамилии Плесенников сейчас назвать сложно: процесс формирования фамилий растянулся на несколько столетий, и у разных ветвей рода он мог идти независимо. Однако сам тип фамилии — от прозвища с суффиксом -ник и патронимическим -ов — указывает на её происхождение в среде простых сословий, скорее всего, в северных или центральных русских землях, где болотистые ландшафты были обычным делом. В письменных источниках фамилия встречается в переписях и метрических книгах, но систематических генеалогических исследований по ней не проводилось.

Однокоренные фамилии — Плесенков, Плесняков, Плеснев — тоже восходят к тому же корню, но расходятся в деталях. Плесенков — более короткая форма, без промежуточного суффикса -ник. Плесняков, вероятно, связан с диалектным словом «плесняк» — так в некоторых говорах называли и плесень, и сырое место. Плеснев мог возникнуть от прилагательного «плесневый». Такое разнообразие форм показывает, что прозвище было живым и распространённым, а не книжным или искусственным.

Несмотря на кажущуюся простоту, фамилия Плесенников — это не просто бытовое прозвище, а маркер среды обитания предков. Она сохранила в себе память о ландшафте, в котором жили люди, о сырых низинах и болотистых краях, где селились основатели рода. Фамилия Плесенников представляет собой замечательный памятник славянской письменности и культуры, и её носители могут с полным правом считать, что их родовая история началась с точного и ёмкого народного слова.