Фамилия Автоламеенко — редкий случай, когда основа поддаётся расшифровке почти буквально, но при этом ставит больше вопросов, чем ответов. С точки зрения словообразования это типичная украинская фамилия на -енко — самый распространённый патронимический суффикс в украинской ономастике, означающий «сын такого-то» или «потомок». Значит, Автоламеенко — «сын Автоламея».

Главная загадка — основа «Автоламей». Скорее всего, это не славянское имя, а адаптация греческого. В греческом есть имя «Автолай» (др.-греч. Αὐτόλυκος, «сам себе волк»), но форма «Автоламей» ближе к сложносоставному прозвищу. Вторая часть «ламей» может быть связана с польским или украинским «ламати» — «ломать», «гнуть». Тогда «Автоламей» — ироничное прозвище человека, который «сам себя ломает»: упрямого, своенравного или неуклюжего. Первая часть «авто» (от греч. «сам») могла быть приставлена к корню уже в диалектной среде, как в фамилиях Самолом, Самогрыз.

Географически фамилия тяготеет к центральной и западной Украине, где встречаются подобные сложносоставные прозвища. В современных базах носители Автоламеенко единичны — это говорит о крайней редкости и возможном локальном происхождении из одного села или хутора. Сословно, скорее всего, это крестьянская или казацкая фамилия: патронимы на -енко в XVII–XVIII веках активно закреплялись среди казаков и мещан Левобережной Украины. Так что Автоламеенко — либо греко-славянский гибрид, либо чисто народное прозвище, ставшее фамилией. Её носитель мог быть сыном человека по прозвищу Автоламей, причём прозвище это давалось за заметный характер или привычку.