Фамилия Мартюшенко — типичный пример украинской модели фамилии на -енко, которая буквально означает «сын» или «потомок». В основе фамилии лежит разговорная форма крестильного имени Мартин — Мартюша. Имя Мартин пришло из латинского языка и связано с культом бога войны Марса, поэтому его значение трактуют как «посвященный Марсу» или «воинственный». Таким образом, Мартюшенко — это «сын Мартюши», то есть потомок человека, которого в быту звали уменьшительно-ласкательным именем Мартюша.

Суффикс -енко был особенно распространен в Поднепровье и на Левобережной Украине в XVII–XVIII веках. Первоначально такие фамилии указывали на прямую родственную связь: Мартюшенко — это буквально «чей сын?» — Мартюшин. Со временем они закрепились как наследственные родовые прозвания.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и от прозвища Мартюша, которое давали не только по имени, но и по характеру. Если вспомнить корень «март» (месяц начала весны), то в народе «мартюшей» могли называть капризного, переменчивого человека, но эта версия менее вероятна, чем прямая связь с каноническим именем.

Фамилия Мартюшенко не относится к числу дворянских — она бытовала в среде крестьян, казаков и мещан. Её географическое распространение плотно связано с современной Украиной, особенно с Полтавской, Черниговской и Сумской областями. В России фамилия встречается реже, в основном в южных регионах, куда переселялись украинцы в XVIII–XIX веках.

Однокоренные фамилии — Мартыненко, Мартинов, Мартынюк — образованы от той же основы, но с разными суффиксами, характерными для разных регионов. Мартюшенко выделяется на их фоне именно суффиксом -енко и формой основы на -юш-, что подчеркивает её украинское происхождение и разговорный, «домашний» источник.