Фамилия Наточиенко — яркий представитель украинской модели образования фамилий, и ключ к её пониманию лежит в суффиксе. Типичный суффикс -енко (встречается чаще всего на востоке и в центре Украины) указывает на происхождение по отцу: «сын человека по прозвищу Наточий». Такая модель была особенно распространена среди казачества и мещан в XVII–XVIII веках.

Основа фамилии — прозвище Наточий. Глагол «наточить» в прямом смысле означает сделать острым (нож, топор), а в переносном — «наточить язык», то есть стать бойким, язвительным человеком. Однако у прозвища мог быть и более конкретный, профессиональный оттенок. В ремесленной среде «наточием» могли называть точильщика — мастера, который правил инструменты, ножи и косы. Это была востребованная, но не самая престижная профессия, и прозвище легко закреплялось за человеком, а потом переходило к его детям.

С точки зрения словообразования фамилия стоит в одном ряду с такими украинскими фамилиями, как Коваленко (сын кузнеца), Шевченко (сын сапожника) или Ткаченко (сын ткача). Все они образованы от названия профессии или действия. Интересно, что фамилия Наточиенко почти не встречается в центральных и западных областях Украины, а её основной ареал — юг и юго-восток (Запорожская, Донецкая, Днепропетровская области), что косвенно подтверждает её запорожские корни.

Встречаются и другие варианты написания — Наточенко, Наточненко. Они возникли из-за того, что в устной речи суффикс -иенко часто редуцировался до -енко, а при записи паспортисты фиксировали фамилию на слух. Однако форма с «и» (Наточиенко) — наиболее полная и архаичная, она лучше сохраняет исходное прозвище Наточий.