Фамилия Марсуленко — яркий пример восточнославянской модели фамилий на -енко, характерной прежде всего для Украины. Суффикс -енко в XVI–XVII веках активно присоединяли к именам и прозвищам, указывая на потомка или ученика: Марсуленко — это «сын (или потомок) Марсула». Сама основа Марсул — редкая, и её происхождение вызывает вопросы.

Наиболее правдоподобная версия связывает Марсула с разговорной формой крестильного имени Марс. Хотя имя Марс известно по римской мифологии, в православных святцах его нет, и в русской традиции оно встречается крайне редко, в основном как западное заимствование или единичный случай. Однако в украинской среде, где влияние католических и униатских имён было сильнее, такое имя могло бытовать. В таком случае Марсул — это уменьшительно-ласкательный вариант, образованный по продуктивной модели (ср. Иван — Иванчул, Павел — Павлусь). Фамилия означает «потомок того, кого звали Марс (Марсул)».

Есть и другая, менее вероятная гипотеза: связь с топонимом Марсуль (населённый пункт во Франции) или с фамилией Марсул (встречается у румын и молдаван). Но для украинской фамилии Марсуленко такое объяснение натянуто — суффикс -енко почти всегда указывает на местную, славянскую основу, а не на заимствованный географический объект.

Географически фамилия Марсуленко редкая. В современных базах данных её носители фиксируются преимущественно на юге и востоке Украины, а также в смежных областях России. Это подтверждает её украинские корни и позднее распространение с переселенцами.

По сословной принадлежности предки Марсуленко, скорее всего, были крестьянами или казаками. Фамилии на -енко в XVIII–XIX веках массово закреплялись за свободным населением Гетманщины и Слобожанщины, а не за дворянством. Таким образом, фамилия несёт в себе отпечаток народной антропонимии, где прозвище или редкое имя передавалось по наследству, сохранив необычную для сегодняшнего дня основу.