Фамилия Бахматенко образована по распространённой в украинской и белорусской ономастике модели с суффиксом -енко. Этот суффикс в XVI–XVIII веках означал «сын» или «потомок» и закрепился в фамилиях казацкой старшины, мещан и крестьян Левобережной Украины. Таким образом, Бахматенко — буквально «сын Бахмата» или «потомок Бахмата».

Основа фамилии — прозвище или личное имя Бахмат. Искать его происхождение стоит в тюркских языках, где «бахмат» обозначало низкорослую, но выносливую степную лошадь, татарскую или ногайскую породу. В русских говорах это слово тоже бытовало: бахматом называли малорослую крепкую лошадку. Прозвище Бахмат могли дать человеку за сходство с такой лошадью — например, за невысокий рост, коренастость или упрямство. Встречается и альтернативная версия: в некоторых диалектах «бахмат» означало толстяк, увалень, но она менее надёжна, поскольку основное значение слова связано именно с конём.

Менее вероятна связь с именем Бахмет (вариант арабского имени Мухаммад), хотя в южнорусских и украинских землях такие контакты случались. Но суффикс -енко указывает на восточнославянскую, а не татарскую среду бытования фамилии, поэтому версия с прозвищем от названия лошади выглядит предпочтительнее.

Фамилия Бахматенко встречается преимущественно в Украине, особенно в Черниговской и Сумской областях, а также в приграничных районах России. В XIX веке носители фамилии числились среди государственных крестьян и казаков. Сейчас фамилия редкая, но устойчивая — её не спутаешь с более частыми Бахматовыми или Бахметьевыми. В отличие от них, суффикс -енко чётко маркирует украинское происхождение и указывает на то, что предок носителя фамилии был известен в своей общине под коротким прозвищем Бахмат, а его дети и внуки стали Бахматенками.