Фамилия Мартияненко — характерный пример восточнославянской модели образования фамилий с суффиксом -енко. Этот суффикс, широко распространённый в Украине, указывает на происхождение по отцу: Мартияненко — это буквально «сын Мартияна» или «потомок Мартияна». В основе фамилии лежит крестильное имя Мартиан (каноническая форма Мартиниан), которое восходит к латинскому имени Martinus (от Martis — родительный падеж имени Марс, то есть «посвящённый Марсу» или «воинственный»). В народной среде имя часто упрощалось и трансформировалось: вместо книжного Мартиниан в ходу были формы Мартьян, Мартиян, Мартян. От них и пошла фамилия Мартияненко.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для украинской ономастики XVII–XIX веков. Фамилии на -енко в ту пору не были закреплены за одним сословием: их носили и казаки, и крестьяне, и мещане. Однако в отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречались у бывших крепостных, фамилии на -енко в центральных и левобережных губерниях (Полтавская, Черниговская, Харьковская) несли оттенок свободного статуса — их носители редко были крепостными. Мартияненко мог появиться в семье, где отца звали Мартиян, а фамилия закрепилась за его детьми как родовое прозвище.

Интересная деталь: в украинском языке имя Мартиян нередко путали с именем Мартин (Мартын), поэтому в документах и метрических книгах фамилия могла записываться по-разному — Мартыненко, Мартияненко, Мартьянов. Разграничить эти варианты можно только по региону: на западе Украины чаще встречается Мартыненко, на востоке и в Слобожанщине — форма с «ия». Мартияненко — более редкий, «длинный» вариант, который мог возникнуть из-за церковного произношения имени.

Что касается географии, фамилия Мартияненко сегодня встречается нечасто. Основной ареал — Украина, особенно Черкасская, Кировоградская и Полтавская области. В России она рассеяна среди потомков переселенцев конца XIX — начала XX века, в основном в Краснодарском крае и Ростовской области. Несмотря на редкость, фамилия сохранила прозрачную этимологию и не даёт повода для споров: это типичное отчество от имени, которое когда-то носил основатель рода.