Фамилия Хрыстенко — яркий пример украинской модели образования фамилий, где суффикс -енко указывает на происхождение по отцу: «сын Хрыста» или «потомок Хрыста». В украинской ономастике этот суффикс стал доминирующим с XV–XVII веков, вытесняя русские -ов/-ев и польские -ский. Носители фамилии Хрыстенко — почти поголовно украинцы, и география фамилии плотно привязана к левобережной и центральной Украине: Черниговская, Полтавская, Сумская, Киевская области.

Основа фамилии — имя Хрыст, которое само по себе неканоническое и редкое. Оно не встречается в святцах, поэтому это не церковное имя, а народная форма. Самый вероятный источник — сокращение от Хрыстофор (греч. Christóphoros, «несущий Христа»), которое в быту могли урезать до Хрыст, отбросив вторую часть. В украинской традиции имя Христофор не прижилось, но в отдельных регионах, особенно на Черниговщине и Полтавщине, встречались его народные варианты: Хрыст, Хрысть, Хрысько. От последнего образованы фамилии Хрысько, Хрысенко, Хрыстенко.

Менее вероятна, но не исключена версия, что Хрыст — это прозвище, данное человеку с какими-то чертами, ассоциировавшимися у окружающих с Христом (например, кротость, доброта, или, наоборот, ироничное прозвище за смиренный вид). Однако в украинской народной среде прямое прозвище «Хрыст» звучало бы кощунственно, поэтому версия с усечением имени Христофор выглядит убедительнее.

Фамилия Хрыстенко не относится к дворянским или шляхетским — это типичная крестьянская или казацкая фамилия. На Левобережье Украины в XVIII–XIX веках фамилии на -енко носили в основном казаки и селяне, реже — мещане. В реестрах Запорожского войска и исповедных ведомостях Полтавской губернии фамилия встречается, но без громких исторических персонажей. В современной Украине она распространена, но не массовая: по данным сайта «Рідні», на 2020-е годы в стране около 900 носителей, большинство — в Черниговской и Полтавской областях.

Однокоренные фамилии — Хрысько, Хрысенко, Христофоров (русский вариант), Христофоренко — показывают, как одно имя разошлось по разным словообразовательным моделям. Хрыстенко — самая характерная для украинской традиции: именно суффикс -енко, а не -ко или -ов, делает её однозначно «сыновьей» и регионально узнаваемой.