Фамилия Колтуненко — яркий пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, означающий «сын» или «потомок» (как уменьшительно-патронимический), характерен для центральных и левобережных регионов Украины. Основой для фамилии послужило прозвище Колтун.

Колтун в народной традиции — это не просто спутанные волосы, а болезненное состояние, при котором волосы сбиваются в плотный, трудно расчесываемый ком. В славянской мифологии колтун часто связывали с порчей, сглазом или наказанием за грехи. Прозвище Колтун могли дать человеку с таким недугом, либо, что вероятнее, человеку с неопрятной, всклокоченной шевелюрой. В переносном смысле так могли назвать упрямого, «сложного» человека, с которым трудно найти общий язык — «запутанного» в прямом и переносном смысле.

Таким образом, Колтуненко — это буквально «сын Колтуна». Первым носителем фамилии стал ребенок, отец которого носил прозвище Колтун. В реестрах Войска Запорожского и переписях Гетманщины XVII-XVIII веков фамилии на -енко фиксировались массово, поэтому Колтуненко — типичная казацкая или крестьянская фамилия. Дворянского сословного статуса она не имела, и её носители, скорее всего, относились к свободному военному или податному населению.

Интересно и то, что фамилия почти не имеет вариантов с другими суффиксами (Колтунов, Колтунин) в украинской среде. Это говорит о том, что модель на -енко была доминирующей в конкретном регионе её возникновения — скорее всего, в Полтавской, Черниговской или Киевской губерниях. В русских говорах фамилия встречается редко, и, как правило, это результат миграции украинцев в XIX-XX веках.