Фамилия Марфеску — редкий для России пример румыно-молдавской модели образования. Её основа — женское имя Марфа (церковная форма Марфа), а суффикс -еску указывает на происхождение из румыноязычной среды. В румынском и молдавском языках суффикс -escu (женский вариант -easa) выполняет ту же роль, что русское -ов/-ев: он образует фамилии от имён, прозвищ или профессий, обозначая принадлежность к роду. Марфеску буквально значит «сын Марфы» или «из рода Марфы».

Имя Марфа — греческого происхождения, в переводе «госпожа, хозяйка». В православных святцах оно известно благодаря евангельской Марфе, сестре Лазаря. В русской традиции имя было распространено в крестьянской и купеческой среде, но в качестве основы для фамилии с иноязычным суффиксом встречается редко.

Географически фамилия тяготеет к Бессарабии и Молдавии — территориям, где долгое время сосуществовали славянские и романские языки. В Российской империи XIX века носители фамилии Марфеску могли быть выходцами из молдавских или румынских семей, переселившихся в Новороссию или на Кубань. Встречаются единичные упоминания фамилии в метрических книгах Кишинёвской и Херсонской губерний.

Словообразовательный нюанс: в отличие от русских фамилий на -ин (Марфин), где основа — женское имя, суффикс -еску не меняет рода. То есть Марфеску — это не «Марфин», а именно «Марфовский» по модели, близкой к польской или южнославянской. Это делает фамилию маркером смешанных культурных связей между восточнороманским и восточнославянским миром.

Социальный состав носителей был пёстрым: от крестьян до мелких чиновников и священников. В советское время фамилия не утратила узнаваемости, но осталась малочисленной — её редкость объясняется узким ареалом бытования и тем, что имя Марфа к XX веку вышло из активного употребления.