Фамилия Костомашенко — яркий пример украинской модели фамилии на -енко, которая означает «сын» или «потомок». В буквальном смысле Костомашенко — это «сын Костомахи». Основа здесь — прозвище или разговорная форма имени Костомаха, которое, в свою очередь, образовано от крестильного имени Константин (через просторечное Костя или Костусь) с добавлением экспрессивного суффикса -маха. Этот суффикс в украинской антропонимии придавал прозвищу оттенок массивности, неуклюжести или просто был характерен для определённых говоров (сравните: Косомаха, Голомаха). Таким образом, Костомаха — это не просто Костя, а, вероятно, крупный, медлительный или чем-то примечательный человек по имени Константин.

Суффикс -енко — главный маркер украинской фамилии, особенно распространённый в левобережных и центральных областях (Полтавщина, Черниговщина, Киевщина). В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые фиксировали принадлежность отцу (Иванов — сын Ивана), украинские фамилии на -енко указывали на потомка, часто закрепляясь за целым родом. Поэтому Костомашенко — это не «чей-то сын» в конкретный момент, а родовое имя, перешедшее от основателя рода Костомахи к его детям и внукам.

Интересно, что фамилия Костомашенко не попала в число массовых, в отличие от более распространённых Костенко или Костин. Это говорит о том, что прозвище Костомаха было локальным, возможно, возникшим в одном селе или хуторе. Носители фамилии встречаются в основном в Украине, а также в южных регионах России и в Краснодарском крае, куда переселялись украинские крестьяне в XIX веке. В письменных источниках фамилия могла варьироваться: встречаются варианты Костомашенко и Костомашко (без -енко), что типично для украинской ономастики, где суффикс иногда отпадал в разговорной речи.

В отличие от фамилии известного историка Николая Костомарова (где корень «костомара» — от «ломать кости»), в основе Костомашенко лежит личное имя, а не ремесло или прозвище по действию. Это типичная патронимическая фамилия, которая не даёт ответа о сословии предков: Костомашенко мог быть и казаком, и крестьянином, и мещанином. Единственное, что можно сказать с уверенностью: предок нынешних носителей фамилии был человеком, которого в его окружении звали не иначе как Костомаха — и это имя закрепилось за его родом на века.