Фамилия Костомахо — редкая и необычная по звучанию, с ярко выраженной украинской окраской. Её основа и суффикс сразу указывают на регион происхождения: скорее всего, это левобережная или центральная Украина, где были распространены фамилии на -ахо, -енко, -аха. В данном случае финаль -ахо — это не просто окончание, а часть прозвищной основы, которая могла закрепиться в форме, типичной для украинской антропонимии XVIII–XIX веков.

Корень «костом» отсылает к слову «костомаха» или «костомашка» — так в украинских говорах называли костистую рыбу, например, ерша или окуня, у которых много мелких костей. Прозвище Костомаха могли дать человеку за худобу, угловатость, резкость в движениях или за неуживчивый, «колючий» характер. В некоторых диалектах слово имело и переносное значение — «скряга» или «придирчивый человек». Таким образом, фамилия Костомахо восходит к прозвищу, которое характеризовало внешность или поведение предка.

Модель образования проста: прозвище Костомаха (или Костомах) перешло в фамилию без дополнительных суффиксов, что характерно для украинских фамилий-прозвищ (ср. Голова, Непийвода, Кривонос). Окончание -о выдаёт украинское склонение (в русском языке такая фамилия обычно не склоняется, если принадлежит мужчине). Встречаются варианты написания: Костомаха, Костомах, Костомашенко, но форма Костомахо — самая редкая и локальная.

Социальный статус первых носителей, скорее всего, был крестьянским или казачьим. Фамилия не дворянская и не книжная; её появление связано с бытовой средой, где прозвища давали метко и без затей. В списках реестрового казачества или переписях Гетманщины подобные прозвища фиксировались, но без массовых источников говорить о конкретных исторических личностях с этой фамилией сложно — она остаётся штучной.

Если сравнивать с однокоренными, то фамилия Костомаров (от «костомара» — костистый, костлявый) гораздо распространённее и известна благодаря историку Николаю Костомарову. Костомахо — более архаичная и диалектная параллель, сохранившая исходное прозвищное звучание. Носителям этой фамилии стоит искать корни в украинских сёлах, где в XIX веке могли жить люди с таким прозвищем, а не в дворянских родословных.