Фамилия Митюненко — типичный пример украинской фамилии, образованной по самой распространённой в этой среде модели: основа + суффикс -енко. Если в русских фамилиях преобладают суффиксы -ов/-ев и -ин, указывающие на принадлежность («чей сын?»), то украинское -енко буквально значит «маленький» или «сын». Изначально Митюненко — это «сын Мити», где Митя — народная, уменьшительная форма от имени Дмитрий.

Само имя Дмитрий — греческого происхождения, от Деметриос (посвящённый Деметре, богине земледелия и плодородия). На Руси оно стало одним из самых употребительных, и его производные дали огромное количество фамилий: от Дмитриев и Дмитриевских до Митяев, Митюков и, конечно, Митюненко. Суффикс -енко в этой фамилии указывает на то, что её носитель — потомок человека, которого в быту звали просто Митюня. Форма Митюня — ласкательный вариант от Митя, с характерным для украинской и южнорусской речи смягчением и окончанием -юня.

Географически фамилия Митюненко наиболее плотно сосредоточена на востоке Украины (Сумская, Полтавская, Харьковская области) и в приграничных районах России. Встречается она и в Беларуси, но реже. Эта локализация не случайна: именно на этих территориях в XVII–XVIII веках активно закреплялись фамилии на -енко, вытесняя более древние прозвищные именования. В реестрах запорожских казаков и переписных книгах Слобожанщины можно найти множество однотипных фамилий, что говорит о массовости модели.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -енко, образованных от профессий (Коваленко) или прозвищ (Хромченко), Митюненко — чисто «отчество» в своей основе. Оно не несёт никакой дополнительной характеристики предка, кроме того, что его звали Дмитрием. Это делает фамилию «прозрачной» для этимолога, но лишённой той колоритной истории, которая бывает у фамилий-характеристик. Сословно её носители в массе своей принадлежали к казачеству и крестьянству — дворянские роды с таким окончанием в Восточной Украине встречаются, но как исключение, а не правило.

Если сравнивать с однокоренными вариантами, то Митюненко стоит в одном ряду с Митюковым (русская форма с суффиксом -ов) и Митюниным (с суффиксом -ин). Разница не смысловая, а территориально-языковая: где говорили на «акающем» русском наречии, там закрепился Митюков; где преобладал украинский язык с его тяготением к суффиксу -енко, там появился Митюненко.