Фамилия Коташенко звучит на украинский лад, и это первая зацепка. Суффикс -енко — один из самых распространённых в украинской ономастике, он указывает на происхождение по отцу: «сын такого-то». В основе лежит прозвище или имя Коташ, которое само по себе нуждается в расшифровке.

Коташ — это, скорее всего, уменьшительно-ласкательная форма от имени Кот. В славянской традиции прозвище Кот давали не только за внешнее сходство с животным (гибкость, мягкость, хитрость), но и за характер — спокойный, ласковый человек. Однако есть и более прозаичная версия: в некоторых говорах «кот» означал не только домашнее животное, но и мелкого торговца, перекупщика, который таскал товар с собой (ср. «котомка»). В таком случае Коташенко — потомок человека, промышлявшего мелкой торговлей вразнос.

Нельзя исключать и версию с нецерковным именем Кот. В древней Руси были распространены «котоморфные» имена — Кот, Кошка, Котко. Их давали как обереги, чтобы злые духи не позарились на ребёнка. От Кота через форму Коташ (с суффиксом субъективной оценки -аш) и образовалась фамилия Коташенко.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черкащине — классической зоне распространения фамилий на -енко. В России она встречается редко и почти всегда указывает на украинские корни предков, которые могли переселиться в ходе миграций XVIII–XIX веков. Таким образом, носитель фамилии Коташенко с высокой вероятностью имеет предка, которого в народе звали Коташ — сын Кота, будь то ласковый человек, торговец с котомкой или обладатель древнего обережного имени.