Фамилия Насточенко — яркий пример украинской модели фамилий с суффиксом -енко. Этот патронимический суффикс, означающий «сын» или «потомок», в XVI–XVII веках массово вытеснял в украинских землях более архаичные формы на -ович/-евич. Насточенко — буквально «потомок Насточки», где Насточка — уменьшительно-ласкательная форма от Настя (каноническое имя Анастасия). В украинской традиции такие фамилии часто закреплялись за детьми, чья мать или бабушка носила это имя, особенно если отец был рано утрачен или не играл ключевой роли в хозяйстве. В этом смысле фамилия Насточенко — матримониальная, то есть образованная от женского имени, что встречается реже, чем отчества от мужских имён, но вполне закономерно для южнорусских и украинских говоров.

Основа фамилии — просторечная форма «Насточка» (от Анастасия). Имя Анастасия (греч. «воскресшая») было чрезвычайно популярно на Руси, и его производные дали целый куст фамилий: Настенко, Настюков, Насточкин, Насточенко. Интересно, что суффикс -енко в данной фамилии присоединяется не к полному имени, а к уменьшительному, что характерно для бытовой, неофициальной ономастики. Это указывает на то, что предок носителя фамилии был в семье или общине известен именно как «Насточка» — возможно, ласковое прозвище матери или бабушки, перешедшее в родовое имя.

Географически фамилия Насточенко тяготеет к восточным и центральным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Сумщине, а также встречается в приграничных районах России (Белгородская, Курская области). В реестрах запорожских казаков и переписных книгах XVIII века подобные фамилии на -енко фиксировались как «прозвища», которые позже закрепились в качестве наследственных. Сословно носители фамилии были преимущественно крестьянами и казаками, реже — мещанами: фамилия не дворянская, а народная, что подтверждается её прозрачной «домашней» основой.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые в русской среде часто образовывались от притяжательных прилагательных (чей? — Насточкин), украинская модель на -енко сразу давала значение «потомок». Поэтому Насточенко — это не «принадлежащий Насточке», а именно «сын Насточки». В современном русском языке фамилия склоняется по второму склонению (Насточенко, Насточенко, Насточенко), но в украинской традиции может иметь окончание -а в именительном падеже (Насточенка), что отражает живой диалектный узус.