Фамилия Настасенко относится к распространенному типу украинских фамилий и образована от крестильного имени Анастасий. За основу фамилии Настасенко было взято имя Настася. Это народная, просторечная форма как крестильного мужского имени Анастасий (в переводе с греческого – «возрождённый, воскресший»), так и женского варианта этого имени – Анастасия. Наиболее вероятно происхождение фамилии от мужского имени, поскольку метронимические фамилии, образованные от женских имен, встречаются редко. Фамилии этого типа немногочисленны, поскольку традиционно за основу бралось имя отца как родоначальника и главы семейства. Поэтому Настасенко буквально понималось как «сын Настасия».