Фамилия Артюенко построена по классической украинской модели с суффиксом -енко, который в центральных и восточных регионах Украины изначально означал «сын» или «потомок». Проще говоря, Артюенко — это «сын Артюха». В основе лежит народная, разговорная форма крестильного имени Артемий (в просторечии — Артём). В украинской антропонимии такие усечённые формы на -юх (как Иван → Иванюх, Яков → Яцюх) были весьма продуктивны, так что происхождение фамилии вполне прозрачное.

Что примечательно, Артюенко не встречается в старых реестрах запорожских казаков XVII–XVIII веков. Это косвенно указывает на то, что фамилия оформилась позже, скорее всего, в XIX веке, в среде крестьянства или мещанства, когда фамилии на -енко уже стали массовым явлением. Географически она тяготеет к северным и центральным областям Украины — Черниговской, Полтавской, Киевской, где этот суффикс традиционно доминировал.

В русской среде Артюенко иногда путают с фамилиями «Артюшенко» или «Артюхов», но разница в суффиксах принципиальна: -енко однозначно указывает на украинское происхождение, а -ов — на русское. Сама основа «Артюх» в украинском языке не имеет самостоятельного значения (в отличие от русского «артюх» как устаревшего названия артиллериста), поэтому версия о прозвище по роду занятий маловероятна. Правдоподобнее всего: фамилия образована от канонического имени Артемий через его украинскую просторечную форму.