Фамилия Евстатенко образована по типичной для украинской и белорусской антропонимии модели: от полного крестильного имени через суффикс -енко. Этот суффикс в XVI–XVIII веках в Поднепровье и на Слобожанщине означал «сын» или «потомок» (позже закрепился как фамильный). Основа — Евстат, разговорная форма церковного имени Евстафий (греч. Eustathios — «устойчивый», «крепко стоящий»). В народной среде имя упрощали: Евстафий превращался в Евстат, Евстах, Остап, Стах. Евстатенко, таким образом, — буквально «потомок Евстата».

В отличие от фамилий на -ов/-ев, характерных для великорусских территорий, -енко указывает на южнорусские или украинские корни рода. Носители фамилии, скорее всего, происходят из среды казачества или крестьянства Левобережной Украины, где такая модель была господствующей. В реестрах Запорожского войска XVII века встречаются имена с основой Евстат- (Евстат, Евстафий), но сама фамилия Евстатенко — более поздняя, конца XVII — начала XVIII века, когда прозвища по отцу начали закрепляться наследственно.

Спорных версий у фамилии немного, и они слабы. Иногда Евстатенко ошибочно связывают с греческим «евстахий» (колос), но это ложная параллель: имя Евстафий к «колосу» отношения не имеет, а народная этимология здесь не работает. Правдоподобнее всего прямая линия: имя → отчество → фамилия через типовой суффикс. Фамилия нередкая, но не массовая; по данным переписей XXI века, чаще всего встречается в Киевской, Черкасской и Полтавской областях, а также среди потомков украинских переселенцев в Краснодарском крае и на Дальнем Востоке.

Ударение, как правило, падает на предпоследний слог — Евстате́нко, хотя в устной речи возможны варианты. На письме фамилия устойчива: замена «е» на «и» (Евстатиенко) или вставка лишнего слога (Евстафиенко) — ошибки, которые возникают при попытке «исправить» фамилию под полное имя. Исходная форма проста и не требует реконструкции.