Фамилия Нотэнко — редкий случай в русском ономастиконе. Сразу бросается в глаза нетипичное сочетание звуков: твёрдое «тэ» после «н» и ударный суффикс -енко, который обычно присоединяется к основам на мягкий согласный. На слух фамилия звучит как украинская по модели (суффикс -енко характерен для восточнославянских, особенно украинских, фамилий и означает «маленький», «сын»), но основа явно не славянская. Вероятнее всего, перед нами украинизированная форма западноевропейской фамилии, попавшей на украинские земли через польское посредничество.

Основу «Нотэн» можно сопоставить с несколькими источниками. Самый очевидный — немецкая фамилия Nothen, Nöthen, которая восходит к средневерхненемецкому nōt (нужда, беда) и могла быть прозвищем для человека, пережившего тяжёлые времена, или для того, кто помогал в беде. В польской передаче немецкое ö часто переходило в o, а конечное -en могло озвучиваться или записываться как -эн. Другой вариант — итальянская фамилия Noto (от латинского notus — известный), которую на украинской почве могли переосмыслить и нарастить типичный суффикс. Третья, менее вероятная версия — связь с греческим именем Нота (Νότα, от слова «южный ветер»), но такое имя крайне редко встречается в качестве фамильной основы.

Географически фамилия Нотэнко привязана к западным областям современной Украины — территориям, которые долго входили в состав Речи Посполитой и Австро-Венгрии, где активно смешивались польские, немецкие и украинские фамильные модели. Носитель такой фамилии мог быть потомком немецкого колониста, приглашённого на Волынь или в Галицию в XVIII–XIX веках, или обрусевшего шляхтича, чья фамилия подверглась украинизации.

Словообразовательно фамилия строится по модели «иноязычная основа + уменьшительно-патронимический суффикс -енко». Это значит, что предка звали просто Нотэн (как прозвище или фамилия отца), а его сыновья стали Нотэнками. Двойной суффикс — явление редкое, но встречающееся: так адаптировали неудобные для славянского уха фамилии (сравните: Шульженко от немецкого Schulze, Коваленко от кузнеца, но здесь основа не ремесленная, а личная). Написание через «э» (Нотэнко, а не Нотенко) — орфографическая особенность, которая подчёркивает твёрдое произношение согласного перед гласным, что типично для заимствованных основ.

Таким образом, фамилия Нотэнко — это гибрид: западный корень, пересаженный на восточнославянскую почву через украинский суффикс. Носитель такой фамилии почти наверняка имеет предков из числа немецких или польских переселенцев, осевших в Западной Украине, чья фамилия со временем «ославянилась» до привычной формы.