Фамилия Артёменко — один из ярких примеров восточнославянских фамилий на -енко, которые особенно распространены на Украине и в южных регионах России. Её основа — краткая форма крестильного имени Артемий, а именно Артём. Само имя Артемий пришло на Русь из Древней Греции, где оно означало «здоровый, невредимый». В повседневном обиходе полная форма быстро уступила место более удобному варианту Артём, который и лёг в основу фамилии.

Суффикс -енко в украинской ономастике традиционно указывал на родство: Артёменко буквально понималось как «сын Артёма» или «потомок Артёма». Такая модель образования фамилий была характерна для казацкой старшины и простых крестьян, поэтому вполне вероятно, что основатель рода был человеком из непривилегированного сословия. В пользу этого говорят и сохранившиеся записи: в Книге памяти Смоленской области упоминаются Артёменко Василий Алексеевич (1888 года рождения, проживавший в городе Шумячи) и Артёменко Тимофей Харитонович (1895 года рождения из деревни Песчанка Шумячского района). Оба — выходцы из крестьянской среды.

В русской традиции имя Артемий ассоциируется с почитанием святого праведного Артемия Веркольского (XVI век). Этот сын крестьянина из Архангельской губернии ещё в отрочестве угодил Богу кротостью и послушанием, а через 28 лет после смерти его мощи были обретены нетленными. Наличие такого святого дополнительно укрепляло популярность имени в народе.

Среди известных носителей фамилии — советская горнолыжница, участница VII зимних Олимпийских игр и заслуженный тренер СССР Александра Ивановна Артёменко, а также подполковник, Герой Советского Союза, участник Великой Отечественной войны Юрий Ильич Артёменко. Эти примеры показывают, что фамилия, начавшись как простое указание на отца, со временем распространилась по разным социальным слоям и регионам.