Фамилия Старосекова образована от прозвища или нецерковного имени Старосек. Это сложное слово, состоящее из двух основ: «старый» и «сечь». В прямом смысле «старосек» — человек, который рубит (сечёт) старое, то есть валит сухостой, расчищает лес под пашню. В говорах слово могло иметь и переносное значение: так называли опытного, бывалого человека, умелого в работе, а иногда — упрямого, «рубящего с плеча» по-стариковски.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов (в женском роде -ова) присоединяется к основе прозвища. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на третий слог: Старосе́кова. Встречается и вариант Старосеко́ва, но он менее распространён и мог закрепиться в отдельных местностях под влиянием местных говоров.

Фамилия довольно редкая, сконцентрирована в основном на юге России и в Поволжье — в Воронежской, Ростовской, Волгоградской областях. Это указывает на то, что предки носителей фамилии были, вероятно, крестьянами или казаками. В казачьей среде прозвища, связанные с хозяйственными работами (особенно с рубкой леса и строительством), были обычны: казаки осваивали новые земли, вырубали участки под станицы.

Любопытно, что фамилия не имеет «дворянского» суффикса -ский, что подтверждает её простонародное, крестьянское происхождение. В старых документах могла записываться как Старосеков, а женская форма Старосекова — это уже естественное склонение. Встречаются и однокоренные фамилии: Старосек, Старосекин, но Старосекова — самая частотная из этого гнезда. Первоначальное прозвище, скорее всего, закрепилось за основателем рода именно в значении «расчищающий лес под пашню», что делает фамилию своеобразным памятником земледельческому освоению чернозёмных земель.