Фамилия Катюшенко — типичный пример украинской модели фамилий на -енко. Суффикс -енко в украинской ономастике выполнял роль отчества: он буквально означал «сын» или «потомок». Так что Катюшенко — это «сын Катюши». В основе фамилии лежит народная форма крестильного имени Екатерина — Катюша. Само имя Екатерина восходит к греческому корню и переводится как «чистая» или «непорочная».

Фамилии на -енко получили широкое распространение в Поднепровье, на Левобережной Украине и в южных регионах бывшей Российской империи. Они особенно активно закреплялись в казацкой среде в XVII–XVIII веках, когда отчества на -енко превращались в наследственные родовые прозвища. Таким образом, предок носителей фамилии Катюшенко мог быть сыном женщины по имени Катюша, но не стоит думать, что это обязательно указывает на матриархальную линию. В крестьянском быту имя матери нередко использовали для уточнения: если в селе было много Екатерин, детей одной из них могли называть «Катюшенко» — то есть «из семьи той самой Катюши».

Любопытно, что фамилия Катюшенко сохранила не только суффикс, но и мягкое окончание -енко, что характерно именно для украинской, а не для русской или белорусской традиции. В русском языке аналогичные фамилии чаще оканчивались бы на -ин (Катюшин) или -ов (Катюшов), но вариант Катюшенко указывает на южное происхождение рода.

Встречается фамилия и в вариантах написания: Катюшенко, Катюшенко — разница только в графике, произношение одинаково. Встречаемость фамилии невысокая, что говорит о её локальном бытовании, возможно, в пределах одной волости или даже одного села.