Фамилия Насуленко — типичный пример восточнославянской фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -енко. Этот суффикс, распространённый прежде всего на территории современной Украины, указывает на происхождение от отца или предка: буквально «сын» или «потомок» такого-то человека. В основе фамилии лежит прозвище или мирское имя Насула.

Корень «Насул-» вызывает наибольший интерес. В русских и украинских говорах слово «насула» могло иметь несколько значений. Самое вероятное — прозвище, данное человеку, который постоянно на что-то «сулился», то есть обещал, но не всегда выполнял обещанное. Такое прозвище давали болтуну или пустозвону. Однако есть и другая версия: в некоторых диалектах «насулить» означало «наговорить», «наклеветать», и тогда Насуленко — потомок человека, известного злым языком или склонного к сплетням. Третья, менее распространённая гипотеза, связывает основу с древним именем-оберегом: родители могли назвать ребёнка Насулой, чтобы сбить с толку злых духов, — имя звучало как «тот, кто обещает, но не даёт», то есть «ненастоящий».

Фамилия Насуленко не относится к числу широко распространённых, её географическое ядро, скорее всего, находится в центральных и восточных областях Украины, где суффикс -енко был основным способом образования фамилий. В России она встречается реже, чаще всего у потомков переселенцев с Украины. Интересно, что у фамилии есть однокоренные варианты, например, Насулов (с типично русским суффиксом -ов) или Насулько (с уменьшительным суффиксом, указывающим на более молодого родственника). Социальный состав носителей фамилии — почти наверняка крестьянское или казачье происхождение, поскольку фамилии на -енко в среде дворянства и духовенства были большой редкостью.