Фамилия Агэенко — редкий случай, когда написание расходится с привычной русской орфографической нормой. В ней сочетается украинский суффикс -енко (указывающий на происхождение от отца или предка по мужской линии) с основой, записанной через букву «э» — Агэй или Агей. Обычно это имя или прозвище передаётся как Агей, но фамилия Агеенко встречается чаще. Форма Агэенко возникает либо из-за диалектного произношения (твёрдый звук перед «е»), либо из-за особенностей записи в документах XIX — начала XX века, когда украинские фамилии фиксировали на слух, не подгоняя под правила русского языка.

Основа фамилии — каноническое мужское имя Аггей. В церковном календаре это имя одного из двенадцати малых пророков Ветхого Завета. На Руси имя Аггей (в бытовом произношении Агей) было нечастым, но встречалось, особенно в среде духовенства и крестьянства. В украинской среде оно также прижилось, и от него образовали множество фамилий: Агеев, Агеенко, Агиенко, Агеевский. Агэенко — вариант, сохранивший именно украинскую патронимическую модель: «сын Агея».

Суффикс -енко — самый распространённый фамильный формант в центральной и восточной Украине. В XVII–XVIII веках он обозначал потомка (обычно сына) человека с именем или прозвищем, стоящим в основе. Со временем такие фамилии закрепились за целыми родами и перестали зависеть от поколения. Носители фамилии Агэенко, скорее всего, происходят из мест, где украинский язык и культура преобладали: Полтавщина, Черниговщина, Харьковщина или Слобожанщина. В российских переписях эта фамилия встречается редко, что подтверждает её региональную привязку.

Необычное написание с «э» может указывать на то, что фамилия была записана в условиях, где не действовали строгие правила русской орфографии: например, в метрических книгах сельских церквей, где писарь передавал звучание «Агэй» буквой «э», чтобы подчеркнуть твёрдое произношение. В современном русском языке это выглядит как орфографическая ошибка, но для историка фамилий — ценный след, указывающий на живую народную речь в момент фиксации.

Если искать аналоги, то фамилия Агэенко стоит в одном ряду с такими же «неправильными» написаниями, как Федоренко (вместо Фёдоренко) или Яковенко (вместо Яковенко). Они не меняют сути: перед нами типичная украинская фамилия, образованная от редкого церковного имени. Предки носителей этой фамилии — скорее всего, крестьяне или казаки, получившие фамилию по отцу, которого звали Агей.