Фамилия Марфенко образована от крестильного женского имени Марфа — так на Руси называли девочек, рожденных в честь святой Марфы, сестры Лазаря. Имя пришло из древнееврейского языка, где означает «владычица» или «госпожа». Однако, несмотря на такое высокое значение, на Руси имя Марфа считалось простонародным: его часто давали крестьянкам и горожанкам, а вот в дворянской среде оно почти не встречалось. Поэтому фамилия Марфенко — это почти всегда указание на происхождение из простого сословия, а не на знатность рода.

Суффикс -енко — типичная украинская модель образования фамилий, означающая «сын» или «потомок». В данном случае Марфенко — это «сын Марфы» или, точнее, человек из рода Марфы. Такие фамилии закрепились за детьми, которых мать воспитывала одна или которые особенно выделялись по линии матери. В патриархальной среде, где родство считали по отцу, фамилия от женского имени — редкий и интересный случай, который говорит о том, что имя матери играло в семье заметную роль.

Географически фамилия Марфенко распространена в основном на Украине и в южных регионах России, где украинская традиция образования фамилий на -енко была доминирующей. Встречаются и родственные формы — Марфенко, Марфиненко, Марфунин, — но именно Марфенко сохранило прямую связь с исходным именем без промежуточных уменьшительных форм.

Если говорить о времени возникновения, то фамилии на -енко массово формировались в XV–XVII веках, когда казацкая старшина и крестьянство на землях современной Украины начали закреплять наследственные прозвания. Марфенко могла появиться и позже, в XVIII–XIX веках, когда крепостным крестьянам при переписях присваивали фамилии по имени матери или отца. В пользу более позднего происхождения говорит и то, что имя Марфа к тому времени уже вышло из моды в городской среде, но продолжало жить в деревнях.

Стоит учесть и вторую, менее вероятную версию: в некоторых говорах Марфой могли прозвать женщину с тяжелым, властным характером, иронически обыгрывая библейское значение имени. Тогда фамилия Марфенко — это прозвище, закрепившееся за потомками такой женщины. Но эта гипотеза не подкреплена письменными источниками, поэтому основным остается вариант происхождения от канонического имени.

Сегодня фамилия Марфенко не редкая, но и не массовая. Её носители живут по всей территории бывшего СССР, но чаще всего — в Черниговской, Полтавской и Харьковской областях, а также в Краснодарском крае, куда украинские переселенцы активно переезжали в XIX веке.