Фамилия Патюшенко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, самой продуктивной в этой славянской традиции. Суффикс -енко изначально означал «маленький» или «сын», то есть Патюшенко — это буквально «сын Патюши». Такие фамилии массово закрепились в Левобережной Украине (Полтавщина, Черниговщина, Слобожанщина) в XVII–XVIII веках, когда казацкая старшина и крестьяне переходили от отчества к наследственному родовому имени.

Основа фамилии — Патюша. Это уменьшительно-ласкательная форма от крестильного имени Пат (Патий), которое само по себе является редким. Вероятнее всего, Пат — это народно-разговорный вариант канонического имени Павел (от лат. paulus — «малый», «небольшой»). В украинских говорах имя Павел давало такие производные, как Павка, Павлусь, а также более короткие Пат, Патя. Соответственно, Патюша — «маленький Пат» или «сын Пата».

Менее вероятная, но возможная версия связывает корень с прозвищем от глагола «патити» (в некоторых говорах — «смотреть», «наблюдать»). В этом случае Патюша мог быть человеком зорким, приметливым, может, даже сторожевым. Однако эта гипотеза слабее: имя Павел даёт более прямую и естественную линию словообразования, а прозвищная версия не имеет широкой поддержки в ономастических источниках.

Фамилия Патюшенко — нечастая. По сравнению с массовыми Павленко или Пащенко (от той же основы, но с другим суффиксом) она встречается реже, что говорит о локальном бытовании. Носители, вероятно, происходят из одного или нескольких соседних сёл, где закрепилась именно такая форма отчества. В России фамилия могла исказиться при записи: вместо Патюшенко иногда писали Патюшин, но суффикс -енко — чёткий маркер украинского происхождения, и его редко заменяли на русский -ин.

Таким образом, предки Патюшенко — скорее всего, украинские крестьяне или казаки, носившие в быту имя Патюша, то есть «маленький Павел». Фамилия недвусмысленно говорит о родовой связи с конкретным человеком, чьё имя в уменьшительной форме перешло к потомкам.