Фамилия Пяточенко образована по одной из самых распространённых в восточной Украине моделей — с суффиксом -енко. В XVII–XVIII веках этот суффикс, изначально указывавший на «малого», «сына» или «потомка» (буквально «маленький Пято»), закрепился как типичный фамильный формант для Левобережной Украины, Слобожанщины и земель Войска Запорожского. Пяточенко — это «чей?» — «Пяточин сын», позже ставший наследственной фамилией.

Основа фамилии — личное имя или прозвище Пяток, Пято, Пята. В русской и украинской традиции имя Пятой (Пятый) давали пятому по счёту ребёнку в семье. В крестьянском быту, где детей было много и нумеровали их по порядку, такое прозвище было практичным и понятным: «Пятый» — значит пятый сын или дочь. Со временем «Пятый» превратилось в уменьшительное «Пяток» или «Пято», а от них уже пошли фамилии Пятаков, Пятин, Пятунин и, с украинским суффиксом, Пяточенко.

Другая, менее вероятная версия связывает фамилию с апеллятивом «пята» — пятка. Прозвище Пята мог получить человек с заметной особенностью стопы или походки. Однако в контексте фамилий на -енко, которые чаще образовывались от личных имён и уменьшительных форм, версия с порядковым номером ребёнка выглядит убедительнее. Сравните с фамилиями Семоченко (от Сема — Семён), Дорошенко (от Дорош — Дорофей) — везде в основе стоит личное имя или прозвище, а не часть тела.

Фамилия Пяточенко — типично украинская по форме, но её корень «пят-» общеславянский. Носители этой фамилии рассеяны по всей Украине и югу России, но наибольшая концентрация традиционно фиксируется в Черниговской, Полтавской и Сумской областях — на землях, где в XVII–XVIII веках активно формировалось казацкое и крестьянское население с фамилиями на -енко. Встречается она и среди потомков переселенцев на Кубани и Дону.