Фамилия Астапенок — яркий пример того, как в русском языке закрепилось украинское или белорусское семейное прозвище. Её основа — имя Астап, народная, краткая форма церковных имён Евстафий и Евстахий. Первое имя (Евстафий) восходит к греческому «устойчивый, прочный», второе (Евстахий) — к «пышный, колосящийся». В быту оба имени слились в одну короткую форму Астап, которая и стала основой для фамилии.

Ключевая особенность здесь — суффикс -енок (в украинском и белорусском вариантах часто -онок). В восточнославянской традиции этот суффикс означал «маленький» или «сын»: Астапенок — буквально «сын Астапа» или «младший Астап». Такая модель типична для фамилий, возникших в среде казачества, крестьянства и мещанства на землях современной Украины и юга России (особенно в бывших Черниговской, Полтавской, Курской губерниях). В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев (Астапов), форма на -енок указывает не на принадлежность вещи («чей?»), а на прямое родство («чей сын?»).

Таким образом, предок носителя фамилии Астапенок, скорее всего, был человеком по имени Астап, а его дети и внуки закрепили за собой прозвание по отцу. Со временем это прозвание перестало быть описательным и превратилось в наследственную фамилию. Встречаются и родственные варианты: Астапёнок (с ударением на ё), Астапченко, Астапчук — все они образованы от того же имени, но разными суффиксами, что говорит о широкой популярности имени Астап в прошлом.