Фамилия Кострюченко образована по восточнославянской патронимической модели, распространённой на Украине: к основе Костр- добавили суффикс -енко, который первоначально означал «сын» или «потомок». Носитель такой фамилии — «сын Костры», то есть потомок человека, носившего прозвище Костра.

Само прозвище Костра неоднозначно. Самая очевидная версия связывает его с просторечным глаголом «костерить» — бранить, ругать, попрекать. В этом случае Кострой называли брюзгу, ворчуна или человека с резким, сварливым характером. Такие прозвища по поведению были обычны в крестьянской среде, где меткое слово легко прилипало к человеку и заменяло церковное имя.

Существует и другая версия, более редкая, но заслуживающая внимания. В украинском языке «костра» — это отходы при трепании льна или конопли (кострика). Если прозвище пошло от этого слова, то предок Кострюченко мог заниматься обработкой льна: трепать, чесать, очищать волокно. Такая версия указывает не на характер, а на ремесло, что тоже типично для народных прозвищ.

В пользу украинского происхождения говорит и сам суффикс -енко. В XVII–XVIII веках эта модель была особенно характерна для Левобережной и Слободской Украины, а также южных уездов России, куда переселялись казаки и крестьяне. Фамилия Кострюченко могла закрепиться именно в тех краях.

Интересно, что фамилия не имеет дворянского или книжного происхождения — она бытовая, «уличная». Прозвище Костра, изначально данное одному человеку, со временем перешло к его детям как наследственное имя, а затем, с введением обязательных фамилий в XIX веке, закрепилось в документах в форме Кострюченко.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Костриков, Кострицын, Кострюков) показывает, что основа Костр- в русской и украинской антропонимии встречается нечасто. Это делает фамилию Кострюченко относительно редкой и локально привязанной — скорее всего, к южнорусским или украинским землям.