Фамилия Шестенко образована по распространённой украинской модели. Суффикс -енко (в безударной позиции часто переходит в -енко) — это типичный украинский патронимический суффикс, означающий «сын» или «потомок». В данном случае он присоединён к основе Шест-, что сразу указывает на прозвище или имя Шест, Шеста, Шестой.

Самое прямое объяснение прозвища — числительное «шесть». В старину на Руси и в Украине человека могли назвать Шестым, если он был шестым ребёнком в семье (по аналогии с Первак, Вторак, Третьяк). Эта версия самая правдоподобная: фамилии от порядковых номеров детей встречаются повсеместно. Шестенко, таким образом, — потомок того самого Шестого.

Менее вероятна, но возможна связь со словом «шест» (длинная палка, жердь). Прозвище Шест могли дать высокому и худому человеку, либо тому, кто пользовался шестом (например, перевозчик на реке, упирающийся шестом, или строитель). Однако в украинском языке слово «шест» имеет ту же форму, и фамилия Шестенко могла бы означать «сын Шеста». Но вариант с числительным встречается чаще и логичнее для антропонимии Восточной Европы.

Географически фамилия Шестенко сосредоточена на востоке Украины и в смежных областях России (Белгородская, Курская, Воронежская области). Это типичная фамилия для Слобожанщины, где украинский суффикс -енко органично соединился с русскими основами. В реестрах казацких полков XVII–XVIII веков можно найти носителей прозвища Шест, от которого и пошёл род Шестенко.

В отличие от фамилий на -ов или -ин, Шестенко не указывает на сословную принадлежность: её носили и казаки, и крестьяне, и мещане. Суффикс -енко в XVIII–XIX веках был самым массовым в Украине, и фамилия Шестенко — один из примеров этой модели, где за основу взято простое и понятное прозвище по счёту рождения.