Фамилия Серосекова хранит в основе редкое сочетание: «серый» и «секу». В отличие от большинства русских фамилий, образованных от имён или профессий, эта явно возникла из прозвища. Серосек — человек, который «сечёт серое», то есть либо рубит что-то невзрачное, некрашеное (например, серое дерево или небелёный лён), либо, в переносном смысле, «сечёт» (понимает, разбирается) в чём-то обыденном, неярком. Вторая версия более правдоподобна: в северных и сибирских говорах «серосеком» могли дразнить проницательного, но угрюмого или неброско одетого мужика.

Модель образования типична для русских фамилий на -ов/-ев: прозвище Серосек → Серосеков → Серосекова. Суффикс указывает на принадлежность к роду: «чей?» — Серосеков, то есть сын, внук или жена Серосека. Фамилия редкая, географически тяготеет к Вологодской, Архангельской областям и Пермскому краю — именно там фиксируются старые говоры со словом «серосек» в значении «серый, невзрачный человек» или «простофиля» (по Далю, с оттенком иронии).

Двойное написание с одной «с» (Серосеков, а не Серо-секов) подтверждает, что основа воспринималась как цельное прозвище, а не составное из двух корней. Встречается и вариант Серосёков — с ударением на последний слог, что может указывать на южнорусское или украинское влияние (там «секу» произносили как «сёку»).

О сословной принадлежности носителей судить трудно: прозвищные фамилии встречались и у крестьян, и у однодворцев, и у горожан. Но судя по ареалу, Серосековы — скорее всего, потомки черносошных крестьян Русского Севера, где личные прозвища закреплялись в качестве фамильных раньше, чем в центральных губерниях.

В современных базах фамилия встречается единично, что делает её ценной для генеалогии: найти однофамильцев сложно, но зато каждый носитель — почти наверняка родственник, а не случайный тёзка.