Фамилия Лутоенко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко, означающих «сын» или «потомок». Это одна из самых распространённых фамильных моделей в Украине (вторая по частоте после фамилий на -ук/-юк), и Лутоенко вписывается в неё безупречно. Буквально фамилия означает «сын Лутоя» или «потомок человека по прозвищу Лутоха».

Основа фамилии — прозвище Лутоха, которое восходит к слову «лутоха» или «лутошка». В русских и украинских говорах так называли липовое полено, очищенное от коры, или лубок, с которого содрали лыко. В переносном смысле «лутохой» могли прозвать худого, высокого и нескладного человека — как говорили, «тощий как лутошка». В словаре Даля «лутоха» — это ещё и «ободранец», «голыш»: прозвище могло закрепиться за бедняком или за тем, кто ходил в рваной одежде. Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным глаголом «лутать» (оглушать, бить), тогда прозвище относилось к человеку с тяжёлой рукой.

Суффикс -енко в фамилии Лутоенко стоит в полной форме (нередко встречаются варианты Лутохин или Лутошкин, но они уже русские, с суффиксами -ин и -ов). Сама фамилия нечастая, но географически привязана к южным и центральным областям Украины — Черниговщине, Полтавщине, Сумщине. В XIX веке носители фамилии Лутоенко преимущественно числились в реестрах казацких и крестьянских сословий. Дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано, что неудивительно: основа прозвища — бытовая, не связанная с церковными именами или знатными родами.

Интересная деталь: в украинской ономастике фамилии на -енко от прозвищ с корнем «лут-» часто соседствуют с фамилиями Лутай, Лутан, Лутенко. Лутоенко выделяется среди них именно суффиксальным оформлением: в отличие от Лутенко, где корень усечён, здесь сохранился полный звуковой облик прозвища Лутоха. Это указывает на то, что фамилия закрепилась сравнительно поздно, уже после того, как прозвище Лутоха перестало быть живым и воспринималось как личное имя.