Фамилия Кузьменок образована от мужского крестильного имени Косма, которое в русской традиции закрепилось в формах Кузьма и Кузма. Само имя восходит к греческому слову «kosma» — «мир, порядок, мироздание», а также «украшение». В основу фамилии легла производная форма — Кузьменок.

Ключевая особенность фамилии — суффикс «-енок». В восточнославянской ономастике этот суффикс указывает на «младшего»: сына, потомка или ученика. Если отец носил имя Кузьма, его сына в быту могли называть Кузьменком — «маленький Кузьма» или «сын Кузьмы». Со временем такое прозвище закрепилось за семьей и превратилось в наследственную фамилию.

Географически фамилия Кузьменок тяготеет к западнорусским и белорусским землям. Модель с суффиксом «-енок» (как и её варианты «-онок», «-ёнок») особенно распространена в Беларуси и на Смоленщине, где она вытесняла типично великорусские окончания «-ов» и «-ин». Встречается фамилия и на Украине, но там чаще используют форму Кузьменко.

В некоторых говорах возможна иная трактовка: Кузьменком могли прозвать не только сына, но и взрослого человека, который чем-то напоминал Кузьму — например, был его тезкой, подмастерьем или просто носил схожую черту характера. Однако основная версия — патронимическая, от имени отца.

Фамилия не указывает напрямую на сословную принадлежность предка. Её мог носить как крестьянин, так и ремесленник или мещанин. В документах XVII–XIX веков носители фамилии Кузьменок фиксируются преимущественно среди государственных крестьян и казаков юго-западных губерний Российской империи.