Фамилию Мартишенок стоит разбирать с суффикса -енок. В белорусской и западнорусской ономастике этот суффикс указывал на молодое существо или на сына: «Мартишенок» буквально значило «маленький Мартиш» или «сын Мартиша». Такая модель особенно характерна для Витебщины, Могилёвщины и соседних районов Смоленщины, где фамилии на -енок, -онок встречаются сплочняком: Коваленок, Павленок, Кухарёнок.

Основа фамилии — Мартиш. Это производная форма от крестильного имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный»). В народной речи имя Мартин давало множество уменьшительных вариантов: Мартя, Мартуха, Мартын, а также Мартиш. Суффикс -иш в белорусских говорах мог нести оттенок пренебрежительности или просто указывать на разговорную форму, как в парах «Пётр — Петриш», «Андрей — Андриш».

По сословной принадлежности Мартишенки, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Фамилии на -енок в массе своей закрепились за непривилегированными слоями населения, особенно в западных губерниях Российской империи. Дворяне предпочитали суффиксы -ов/-ев, -ин или -ский, а «сыновья» на -енок оставались в среде свободных землепашцев и ремесленников.

Интересна географическая привязка. По данным современных поисковых систем, фамилия Мартишенок компактно живёт в Беларуси (особенно в Витебской и Минской областях) и в приграничных районах России — Псковской, Смоленской, Брянской. Встречается и в Латгалии (восточная Латвия), что объясняется историческими миграциями белорусского населения в XIX — начале XX века. Если ваш предок носил эту фамилию, можно с высокой долей уверенности предполагать, что его корни — из белорусского Полесья или Подвинья.

Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Мартише́нок, хотя в некоторых говорах могут произносить с ударением на первый слог (Ма́ртишенок) — это уже местная особенность, не меняющая смысла.