Фамилия Тюсенко — яркий пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. Этот суффикс в украинской ономастике указывает на происхождение по отцу («сын такого-то») и исторически был распространён в основном в левобережной и степной Украине, а также на юге России. В основе фамилии лежит личное имя или прозвище Тюся (или Тюсь), которое в таком виде в древнерусских и украинских документах не фиксируется, но реконструируется через уменьшительные формы.

Что могло означать имя Тюся? Самая вероятная версия — это уменьшительная форма от крестильного имени Матвей (в украинском произношении — Матвій, а в просторечии — Тьотя, Тютька). Подобная редукция первого слога встречается в народной речи: Матвей мог превратиться в Тюсю через промежуточные формы вроде Матюся, где «Ма» отпало, а «тюся» стало самостоятельным прозвищем. Менее правдоподобна, но возможна связь с диалектным глаголом «тюськати» — ласково обращаться к кому-то, или с прозвищем человека, который тюкал (стучал, рубил). Однако вторая версия слабее, так как для неё нет широкой диалектной базы.

Суффикс -енко здесь не просто фамильный, а патронимический: Тюсенко — буквально «Тюсин сын». Фамилия относится к так называемым «молодым» — в массе своей они оформились в XVII–XVIII веках, когда украинское казачество и крестьянство активно переходило от отчеств к наследственным фамилиям. Носители фамилии Тюсенко, скорее всего, были выходцами из казацкой среды или свободных крестьян Полтавщины, Черниговщины, Харьковщины — регионов, где такие фамилии встречаются чаще всего.

В написании фамилии возможен вариант через букву «ё» (Тюсёнко), но это уже результат адаптации в русской среде, где ударение часто смещается на последний слог. В украинском варианте ударение падает на первый слог: Тю́сенко. Фамилия редкая, в списках частотных фамилий России и Украины она не входит даже в первую тысячу, что делает её носителей скорее потомками одной локальной ветви, чем массово разошедшегося рода.