Фамилия Жерносекова происходит от мужского прозвища Жерносек. Его основа составная: слово «жернов» (плоский круглый камень для размола зерна) и глагол «сечь». Прямое значение прозвища — «тот, кто сечёт (вырубает, обтёсывает) жернова». Скорее всего, предок носителя этой фамилии занимался изготовлением каменных жерновов для мельниц — ремеслом, требовавшим немалой физической силы и точности.

Фамилия образована по стандартной для русской ономастики модели: к основе прозвища Жерносек добавился патронимический суффикс -ов-. Так появилась фамилия Жерносеков, а её женская форма — Жерносекова — означает «дочь или жена Жерносекова». Суффикс -ов- указывает на принадлежность: буквально «из семьи Жерносека».

С точки зрения словообразования интересно, что прозвище Жерносек — это сложение двух корней (жерно- и -сек-), что встречается реже, чем однословные прозвища. Такие составные прозвища обычно давали по яркой профессиональной или бытовой характеристике. В данном случае прозвище чётко привязано к конкретному ремеслу, а не к внешности или характеру.

Встречаются и однокоренные фамилии: Жернов, Жерновков, Жерносеков (без варианта на -ова). Все они восходят к тому же слову «жернов», но различаются суффиксами и способами образования. Фамилия Жерносекова — одна из самых «говорящих» в этом ряду: она прямо называет занятие предка, не оставляя места для догадок о происхождении.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, где мельничное дело было особенно распространено из-за обилия зерновых культур. В центральных и северных регионах России она встречается реже, что подтверждает её связь с аграрным югом.

Если предположить, что предок был не просто ремесленником, а владельцем или арендатором мельницы, то семья могла относиться к зажиточным крестьянам или мещанам. Однако точных данных о сословной принадлежности носителей фамилии в ранние периоды нет — письменные источники по Жерносековым скудны.