Фамилия Остюченко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко. Этот суффикс, один из самых распространённых в украинской ономастике, изначально означал «сын» или «потомок» (как уменьшительная форма, перешедшая в патроним). То есть Остюченко — буквально «сын Остюка». А вот с основой «Остюк» начинается самое интересное.

Корень «Ост-» почти наверняка восходит к имени Остап (каноническая форма Евстафий, от греческого «стойкий», «устойчивый»). В украинской народной традиции имя Остап давало множество производных форм: Осташ, Остащук, Остапенко — и в том числе Остюк. Уменьшительно-ласкательный суффикс -юк-/-ук- в украинских говорах часто присоединялся к основам имён, создавая обиходные варианты: Остюк — это «маленький Остап» или «Остап-сын». Учитывая, что фамилия Остюченко — патроним второго порядка (от прозвища Остюк, а не напрямую от Остапа), её носитель — уже внук или потомок того самого Остапа.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Черкасской, Полтавской и Киевской. Там же встречаются и однокоренные Остюк, Остюченко, Остюкевич. В России фамилия редка, встречается в основном в южных регионах и в среде потомков украинских переселенцев.

Сословно Остюченко — фамилия крестьянская и казацкая. В реестрах запорожского казачества и в метрических книгах XVIII–XIX веков такие фамилии на -енко фиксировались у рядовых казаков и мещан. Дворянских ветвей с такой фамилией не отмечено — суффикс -енко в Российской империи оставался маркером простонародного происхождения, в отличие от «великорусских» -ов/-ев.

В написании фамилия устойчива: через «и» (Остюченко, не Остючонко), что соответствует литературной украинской норме. Ударение в современном бытовании обычно падает на второй слог: Остю́ченко, хотя в некоторых говорах возможно Остюче́нко. Вариантов с заменой «о» на «а» (Астюченко) практически не встречается — это указывает на то, что фамилия не прошла через «акающие» говоры и сохранила южную, украинскую фонетику.