Фамилия Ангиленко образована по украинской модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVIII веках означал «сын» или «потомок» (позже закрепился как фамильный). Основа здесь — Ангил, но сразу оговоримся: с ангелами она связана лишь косвенно и не напрямую.

Корень Ангил- восходит к крестильному имени Ангел (от греческого «ангелос» — вестник, посланник). В православных святцах это имя известно в форме Ангелий, но на юге России и Украине бытовали народные варианты Ангел, Ангил. Фамилия Ангиленко, таким образом, — «потомок человека по имени Ангил». Связь с ангельским чином здесь опосредованная: имя давали в надежде на божественное покровительство, а не в буквальном смысле.

Географически фамилия тяготеет к юго-востоку Украины и прилегающим областям России. Встречается в Запорожской, Днепропетровской, Харьковской областях, а также в Ростовской области и Краснодарском крае — на территориях, где в XIX веке активно селились украинские крестьяне. Это указывает на казачье или крестьянское происхождение рода: фамилии на -енко чаще всего носили свободные земледельцы и казаки, а не дворяне.

В написании возможна вариативность: Ангиленко, реже Ангеленко. Второй вариант ближе к книжной форме имени Ангел, первый — к разговорному украинскому произношению, где «е» перешло в «и» (явление, называемое «икавизм»). Поэтому Ангиленко — более народный, диалектный вариант, а не ошибка переписчика.

В отличие от фамилий Ангелов или Ангельский, которые часто давали в духовных училищах семинаристам (искусственные фамилии), Ангиленко — естественная патронимическая фамилия, возникшая в крестьянской среде. Потомственный дворянин с такой фамилией — исключение, а не правило.