Фамилия Антиренко построена по самой распространённой украинской модели — с суффиксом -енко, который в XVI–XIX веках означал «сын» или «потомок». Основа здесь — Антир, и ключевой вопрос в том, откуда она взялась. Самый прямой и убедительный ответ: от крестильного имени Антон. В народной речи имя Антон дало форму Антiр (через характерное для украинского языка чередование и смягчение), а та, в свою очередь, сократилась до Антир. Так что Антиренко — это буквально «сын Антира», то есть потомок человека, которого в быту звали уменьшительно-ласкательным Антиром.

Имя Антон восходит к римскому родовому имени Antonius (Антоний) и в христианской традиции было одним из самых распространённых на Руси. На Украине и юге России оно дало множество уменьшительных форм: Антоха, Антоша, Антiр, Антюх. Суффикс -енко в казацкой среде был главным показателем отчества или прозвища, поэтому фамилия Антиренко могла закрепиться за сыном казака или крестьянина. Сословно носители такой фамилии в основном были крестьянами или казаками — дворянство редко оформляло фамилии этой модели.

Менее вероятная версия — связь с диалектным словом «антирь», которое в некоторых говорах означало «упрямец» или «непослушный человек». Тогда фамилия изначально была прозвищем, а не отчеством. Однако в украинском антропонимиконе модель на -енко от прозвищ встречается реже, чем от имён, поэтому версия с Антоном выглядит предпочтительнее.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, а также к прилегающим регионам России — Белгородской и Курской областям. В этих местах фамилии на -енко составляют до 60% местного фамильного фонда. Словообразовательная структура проста: корень «антир-» плюс суффикс «-енко». Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Антире́нко, что типично для украинских фамилий. Среди однокоренных можно назвать Антиров, Антирин, Антоненко — все они отходят от того же имени Антон, но разными суффиксами.