Фамилия Костуренко — яркий пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели. Суффикс -енко, означающий «маленький», «сын» или «потомок», в XVII–XVIII веках массово вытеснял в Поднепровье более старые фамильные формы. По сути, Костуренко — это «малый Костура» или «сын Костуры». Словообразовательный центр здесь не в суффиксе, а в основе — редком и звучном прозвище Костура.

Корень «костур» в украинских говорах имеет два основных значения. Первое — «костыль», «посох», «клюка». Так могли прозвать человека, который ходил с палкой (хромого или пожилого) либо мастера, делавшего такие посохи. Второе значение — «кочерга». В этом случае прозвище мог получить кузнец или истопник, либо просто человек с чёрными от сажи руками. Оба варианта ведут к прозвищу по занятию или характерной внешней примете.

Менее вероятна, но возможна связь с топонимом Костура — так называется село на Полтавщине (ныне Козельщинский район). Если предок происходил оттуда, фамилия могла закрепиться за переселенцем: «Костура» как указание на место выхода, а суффикс -енко уже оформил родовую принадлежность. Однако в украинской ономастике прозвищная версия всегда считается первичной.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые исторически закрепляли за крестьянами и духовенством в центральной России, Костуренко — типично казацкая и крестьянская фамилия Левобережной Украины. Её носители не принадлежали к дворянству, но и не были крепостными в полном смысле: реестровые казаки и мещане часто носили именно такие «патронимические» фамилии. В современных российских справочниках фамилия встречается редко, в основном на юге России и в Краснодарском крае — следствие переселений украинских крестьян в XIX–XX веках.

Интересно, что фамилия практически не меняла форму: в метрических книгах XIX века она записывалась одинаково — Костуренко, без вариаций вроде Костуренков или Костурин. Это говорит о поздней и стабильной фиксации, когда украинская модель уже вытеснила великорусские суффиксы.