Фамилия Настенко звучит по-украински и по построению относится к самому массовому типу фамилий восточных славян — патронимическим. Суффикс -енко в украинской традиции означает «сын» или «потомок», поэтому исходное значение фамилии — «сын Насти». С этимологической точки зрения здесь всё прозрачно: в основе лежит краткая форма женского крестильного имени Анастасия, которое в переводе с греческого означает «воскресшая» или «возвращённая к жизни».

Мужской вариант имени — Анастасий — тоже существовал, но был редок. Поэтому чаще всего Настенко — это фамилия, образованная от имени матери. Такая модель, когда ребёнок получал фамилию по матери, встречалась реже, чем отчество по отцу, но была вполне обычна в тех случаях, когда женщина воспитывала детей одна или её роль в семье была определяющей. Вдова, солдатка, женщина с сильным характером — и вот уже за детьми закрепляется «Настенко», то есть «Настины дети».

Впрочем, есть и другая версия, которую стоит упомянуть. Некоторые исследователи выводят фамилию не от имени, а от прозвища Наст, связывая его с глаголом «настовать», то есть «стеречь, сторожить, караулить, следить». В этом случае Настом могли называть сторожа или наблюдательного человека. Ещё реже прозвище связывают с существительным «наст» — твёрдая корка на снегу, — предполагая, что так могли назвать человека, который часто мёрз или болел от простуды.

Однако версия с прозвищем выглядит заметно слабее. Глагол «настовать» — областное, диалектное слово, оно не получило широкого распространения, и следов такого прозвища в исторических документах почти не сохранилось. Тогда как имя Анастасия было одним из самых любимых и частотных в народной среде, а его уменьшительная форма Настя дала жизнь множеству фамилий: Настенко, Настин, Настюков, Настович. Поэтому наиболее правдоподобным остаётся толкование Настенко как «сын Насти».

Фамилия вписана в общий ряд украинских фамилий на -енко, которые массово формировались в Поднепровье, на Левобережной Украине и в Запорожье с XVI–XVII веков. Позже, с миграциями крестьян и казаков, она распространилась шире — в южнорусские губернии, на Кубань и в Сибирь. Сегодня Настенко встречается и в России, и в Беларуси, но украинское происхождение фамилии не вызывает сомнений.