Фамилия Патиенко звучит на украинский лад, и это первая подсказка. Суффикс -енко — один из самых распространённых в Украине, он указывает на происхождение от отца или предка: Патиенко буквально значит «сын или потомок Патия». Такая модель была особенно популярна в XVII–XVIII веках среди казачества и крестьянства Левобережной Украины, Слобожанщины и Полтавщины.

Сложность в основе — Пат(ий). Это может быть усечённая форма крестильного имени Патрикий (от латинского patricius — «патриций, знатный человек»). В народе имя упрощали, отбрасывая часть звуков, и Патрикий легко превращался в Патю, а оттуда — в Патия. Такая же логика работает с фамилиями Патюк, Патюченко.

Есть и другая версия: основа могла произойти от прозвища Пат, связанного с диалектным словом «пат» — так в некоторых говорах называли капкан или ловушку на зверя. Тогда Патий — человек, который ставит капканы, охотник. В пользу этого говорит то, что прозвища от орудий труда и промыслов давали часто, а вот имя Патрикий в быту встречалось реже.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, а также к югу России, куда в XIX веке переселялись украинские крестьяне. Встречаются варианты написания — Патієнко (с украинской «і») или Патъенко (в старых записях), но современная русская передача закрепила «и» в корне. Фамилия недворянская, скорее всего, её носили казаки или крестьяне, получившие фамилию по отцу в период массового закрепления родовых имён в XVIII-XIX веках.