Фамилия Мартценюк — яркий пример украинской модели фамилии, образованной от уменьшительной формы имени. Её основа — мужское имя Мартин (латинское Martinus, от Martis — «посвящённый Марсу», древнеримскому богу войны). В украинском языке имя приобрело форму Марцен или Мартцен, где сдвоенное «т» — результат фонетического усиления или диалектного произношения (встречается на Волыни и в Полесье). Суффикс -юк (как в фамилиях Шевчук, Ковальчук) указывает на прямое родство: «Мартценюк» — это «сын Мартцена» или «потомок Мартина».

География фамилии сосредоточена в западных областях Украины — преимущественно в Волынской, Ровенской и Житомирской областях, а также в приграничных районах Беларуси. Встречается и в Польше, где украинское окончание могли русифицировать или полонизировать (вариант Marceniuk). Интересно, что написание с двумя «т» — Мартценюк — встречается реже, чем однобуквенное Марценюк, и может указывать на конкретный говор или семейную традицию фиксации фамилии в документах XIX века.

Сословная принадлежность носителей не выходит за рамки крестьянства и мещанства: Мартценюки не принадлежали к шляхте, а были свободными или крепостными земледельцами. В метрических книгах Волынской губернии фамилия фиксируется с конца XVIII века. В отличие от русских фамилий на -ов, украинский патроним на -юк не менялся по родам — женщина оставалась Мартценюк, а не «Мартценюкова», что подчёркивает его западнорусское происхождение.

Редкость фамилии делает её ценной для генеалогии: если вы Мартценюк, ваши предки почти наверняка жили в одном из сёл Луцкого или Ковельского уездов. Однокоренные варианты — Мартинюк (самый распространённый), Марценюк, Мартищук — показывают, как один корень дал разные фамилии из-за местных особенностей произношения.