Фамилия Доматошенко — яркий пример украинской фамилии, образованной по модели, характерной для восточных и центральных областей Украины. Суффикс «-енко» (в безударной позиции часто редуцирующийся до «-о») является одним из самых распространённых патронимических суффиксов, буквально означающих «сын» или «потомок». Здесь он присоединён к основе «Доматош», что сразу указывает на прозвище или мирское имя родоначальника.

Корень «Доматош» почти наверняка восходит к слову «доматощий» (или «доматошний») — диалектному варианту прилагательного «домашний». В украинских говорах, особенно на Полтавщине, Черниговщине и в прилегающих районах, слово «доматошний» означало не просто «относящийся к дому», но и «домосед», «человек, который редко выходит из дому», «хозяин, привязанный к хозяйству». Это могло быть прозвищем человека, который предпочитал домашние дела общественным сборищам, или же ироничным именем для того, кто постоянно находился при доме.

Таким образом, Доматошенко — «сын Доматоша», то есть потомок человека по прозвищу Доматош. Встречается также вариант написания с двумя «т» — Доматтошенко, что может быть следствием народной этимологии или особенностей местного произношения, где «т» перед «ш» иногда удваивается. Географически фамилия тяготеет к северу Левобережной Украины и югу Беларуси, где суффикс «-енко» соседствует с диалектной лексикой. В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иващенко, Гриценко), эта фамилия произошла от бытового прозвища, что делает её более «земной» и отражающей повседневный уклад жизни предков.