Фамилия Пестиенко — характерный пример украинской модели образования фамилий на -енко. Этот суффикс, один из самых распространённых в Украине, изначально означал «маленький» или «сын такого-то», то есть Пестиенко — это буквально «сын или потомок Пестя». Разобраться с основой сложнее: в украинском и русском языках слово «пест» — не самостоятельное, а корневое. Здесь возможны два основных пути.

Первый и самый вероятный — прозвище или мирское имя Пест, связанное с орудием труда. Пест — это толкач, ступка, инструмент для измельчения чего-либо в ступе. Прозвище могли дать человеку плотного, коренастого телосложения, либо тому, кто занимался изготовлением таких предметов (толкачей, ступ) или работой с ними — например, толок муку или тёр табак. Фамилии с корнем «пест-» встречаются в украинской ономастике: Пестенко, Пестушко, Пестюк. Все они держатся на одном бытовом образе.

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование: основа от глагола «пести» (нести) в диалектном звучании. В некоторых южнорусских и украинских говорах «пести» означало нести, тащить. Тогда Пестиенко — это потомок человека по прозвищу Пестя, то есть «носящий», «таскающий». Однако эта гиподись слабее: глагольные прозвища в чистом виде для фамилий на -енко редки, обычно они обрастают суффиксами действия.

Географически фамилия Пестиенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины, где суффикс -енко был особенно продуктивен. В России она встречается реже, чаще всего как след переселения украинских крестьян или казаков в XVIII–XIX веках. Сословного барьера у фамилии не было: её могли носить и крестьяне, и казаки, и мещане — прозвище Пест не несло социальной окраски. В дореволюционных документах фамилия могла писаться через «ѣ» (Пѣстіенко), но это лишь орфографическая особенность.

Таким образом, Пестиенко — прозрачная украинская фамилия, образованная от прозвища по ремеслу или внешности. Её носитель с большой вероятностью имел предка, которого называли Пестом — либо за коренастость, либо за то, что он работал с пестом и ступой.