Фамилия Мартиенко звучит как типичная украинская, и это верно: её образовали по продуктивной восточнославянской модели с суффиксом -енко, который в украинской ономастике означает «сын», «потомок» или «маленький». Если разобрать фамилию послойно, основа — Мартий, а -енко — патронимический показатель. То есть Мартиенко — это буквально «сын Мартия» или «потомок Мартия».

Самое интересное здесь — имя Мартий. Оно редкое и неочевидное для современного уха. Скорее всего, это народная, разговорная форма от канонического церковного имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный»). В украинской и белорусской среде латинское -ин часто переходило в -ий: Мартин превращался в Мартий. Такая замена встречалась и в других фамилиях: от того же Мартина образовались Мартинюк, Мартинов, а Мартий дал Мартиенко и Мартиенков.

Есть и вторая, менее вероятная версия: связь с именем Марк или Маркий. В разговорной речи Марк мог звучать как Марко, а от него — уменьшительное Мартий. Но правдоподобнее первая гипотеза, поскольку суффикс -енко в украинской традиции крепче привязан к полным и полуцерковным именам, а не к кратким.

Географически фамилия Мартиенко тяготеет к центральным и восточным регионам Украины — Полтавщине, Черкащине, Слобожанщине. В России она встречается реже и часто как результат переселений или русификации написания (раньше могли писать Мартиенков). В дореволюционных метрических книгах фамилия фиксировалась в основном у крестьян и казаков, что типично для фамилий на -енко: они массово закрепились в XVII–XVIII веках, когда украинское казачество и сельское население получили наследственные прозвища по отцу.

Таким образом, предок носителя фамилии Мартиенко, скорее всего, был человеком по имени Мартий (производное от Мартина), жившим на территории современной Украины. Фамилия не указывает на конкретное ремесло или сословную привилегию — она говорит лишь о родстве: чей ты сын.