Фамилия Костелко — редкий пример украинской модели образования от личного имени. В её основе лежит разговорная форма крестильного имени Константин (греч. «стойкий, постоянный»). Суффикс -к- в украинской традиции выполняет ту же роль, что и русское -к- в фамилиях вроде Ивашко или Тимошко: он указывает на уменьшительно-ласкательное или обиходное звучание исходного имени. Окончание -о — типичный украинский патронимический маркер, закрепившийся в фамилиях, образованных от усечённых форм имён.

Однако есть и вторая версия, которую не стоит отбрасывать. Основа «костел-» могла возникнуть не от Константина, а напрямую от нарицательного «кость». В таком случае прозвище Костелко давали человеку с заметной худобой или костлявым телосложением — и эта характеристика со временем перешла в фамилию. Такие прозвища по внешности были распространены в народной среде, где меткое слово легко заменяло официальное имя.

С точки зрения словообразования фамилия Костелко стоит в одном ряду с украинскими фамилиями на -ко: Костенко, Костюк, Костырко. Разница в суффиксе: -ел- в «Костелко» встречается реже, чем -ен- или -юк-, что делает фамилию более локальной и менее тиражированной. Географически она тяготеет к западным и центральным областям Украины, где была сильна традиция патронимов на -ко.

Сословная принадлежность носителей фамилии не зафиксирована в массовых источниках, но по модели образования можно предположить, что предки относились к крестьянскому или казачьему сословию. В дворянских гербовниках эта фамилия не встречается. Если исходить из версии с именем Константин, то фамилия могла возникнуть в XVI–XVII веках, когда украинские патронимы активно вытесняли отчества.