Фамилию Муштатенко выдают два признака: украинский суффикс -енко и основа, которая звучит как прозвище или профессия. Модель образования типична для восточной Украины: к основе Муштат- добавляют патронимический суффикс -енко, который означает «сын» или «потомок». То есть исходно Муштатенко — это «сын Муштата» или «человек из рода Муштатов».

Корень фамилии — «муштат» — скорее всего, восходит к южнорусскому или украинскому диалектному слову «муштат» (или «муштатый»). В говорах так называли человека с пышными, торчащими усами, либо того, кто носил усы особой формы. Слово связано с румынским и молдавским «muştat» (усатый), что неудивительно для территории исторической Бессарабии и Подолья — регионов, где украинские, молдавские и румынские говоры веками пересекались. Менее вероятная версия: от немецкого или идишского «Mushkat» (мускат, пряность), но для фамилии с суффиксом -енко это выглядит натяжкой — такие основы обычно оседают в еврейских фамилиях с другими окончаниями.

Географически фамилия Муштатенко тяготеет к юго-западу Украины: Одесская, Винницкая, Черновицкая области, а также прилегающие районы Молдовы. В России встречается редко, чаще всего как результат переселений или браков. Это не дворянская и не крестьянская фамилия в строгом смысле — она принадлежала к свободным казачьим или мещанским слоям, где прозвище давали по внешней примете или манере поведения. Носитель прозвища Муштат, вероятно, выделялся усами — либо особенно длинными, либо закрученными вверх, что в казачьей среде считалось признаком удали и мужской стати.

Ударение в фамилии плавающее: в украинском варианте чаще на последнем слоге (Муштате́нко), в русском — на втором (Мушта́тенко). Оба варианта допустимы. Однокоренных фамилий немного: Муштат, Муштатов, Муштатьев — все они образованы от того же прозвища, но с разными суффиксами, характерными для разных регионов.