Фамилия Мателешко звучит по-украински, и это не случайно: её выдает уменьшительно-ласкательный суффикс -ешк-/-ечк- (в белорусском варианте -еськ-), который в украинской ономастике характерен для фамилий, образованных от личных имён или прозвищ. Основа здесь — Мател-, которая восходит к крестильному имени Матфей (в просторечии Матвей). В украинских говорах имя Матвей нередко принимало формы Матій, Матійко, а через чередование согласных — и Матель. Таким образом, Мателешко — это «маленький Матель», то есть сын или потомок человека по имени Матель (производная форма от Матвея).

Модель образования типична для западноукраинских земель, особенно для Волыни, Подолья и Галичины. Суффикс -ешко (а также -ечко) активно использовался для создания фамилий на -ко, которые здесь заменяли великорусские фамилии на -ов/-ев. Если бы носитель фамилии жил севернее, в России, его предка, скорее всего, записали бы как Матвеев. Но в украинской среде закрепилась именно патронимическая форма с уменьшительным оттенком — Мателешко.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с польским словом «matel» или «matelus» — так в старопольском называли матроса или моряка (от итальянского «matelot»). Однако для фамилии, бытующей преимущественно в западноукраинских и белорусских регионах, эта гипотеза выглядит натянутой: морская терминология редко становилась основой для крестьянских фамилий в этих краях. Гораздо логичнее объяснение через имя Матвей.

В документах фамилия фиксируется с XIX века. Например, в метрических книгах Волынской губернии встречаются крестьяне Мателешко — без сословных привилегий, простые земледельцы. Написание устойчивое, без вариантов вроде «Мателешков» или «Мателещенко», что говорит о том, что фамилия сложилась уже в украинской языковой среде и не подверглась русификации.

Сегодня Мателешко — фамилия редкая. По открытым данным, большинство её носителей живут в Украине (Львовская, Тернопольская, Ровенская области), а также в Беларуси и среди украинской диаспоры в Канаде и США. В России она почти не встречается, что лишний раз подтверждает её украинское происхождение.