Фамилия Сыресенков — редкий пример, где географическая привязка оказывается убедительнее, чем попытка вывести фамилию из нарицательного слова. Основу здесь видят не в сырости или сыре, а в названии реки Сыресь (или Сыреса) — малой реки в бассейне Оки, на территории нынешней Рязанской области. В старых писцовых книгах упоминаются деревни с таким названием, а значит, прозвище Сыресенок или Сыресенка мог получить человек, пришедший с этой реки или живший на её берегу.

Суффикс -енок- в русских фамилиях встречается нечасто, но он характерен для северных и центральных регионов, где так называли младшего члена семьи или молодого парня. Сыресенок — буквально «малый с Сыреси». Фамилия Сыресенков образована по патронимической модели: «чей?» — сын Сыресенка. То есть фамилия закрепилась за потомком человека, которого в округе знали по прозвищу Сыресенок.

Менее вероятная, но встречающаяся в любительских разборах версия связывает фамилию с диалектным словом «сыресь» — так в некоторых говорах называли сырую, болотистую низину. В этом случае прозвище могло указывать на место жительства: человек, живший в сыром, низком месте. Однако речная версия надёжнее, поскольку корень «Сыр-» в гидронимии Поволжья и Центральной России встречается часто (Сыра, Сырец, Сыроежка) и почти всегда обозначает реку или ручей.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Сыресин, Сыресов — показывает, что все они либо напрямую связаны с рекой Сыресь, либо образованы от той же гидронимической основы. Фамилия Сыресенков — одна из самых редких в этом гнезде, что объясняется локальным бытованием: она почти не выходила за пределы Рязанской и соседних губерний. В дореволюционных списках её носители — преимущественно крестьяне и однодворцы, что типично для фамилий, образованных от прозвищ по месту жительства.