Фамилия Барбаренко образована от имени Барбара — народной формы крестильного имени Варвара. В переводе с греческого языка оно означает «чужеземка». Покровительницей имени считается великомученица Варвара, дочь влиятельного римского сановника из Малой Азии. Отец, язычник, замучил её за христианскую веру. Таким образом, в основе фамилии лежит не прозвище и не ремесло, а женское имя — случай для восточнославянских фамилий нечастый.

Суффикс -енко типичен для украинской ономастики. В XVII–XVIII веках он указывал на происхождение от отца: Барбаренко — «сын Барбары». Белорусский аналог — суффикс -ёнок/-онок, польский — -ук/-юк. Поэтому фамилия Барбаренко бытует преимущественно в южных и центральных регионах бывшей Российской империи, прежде всего на Украине и в прилегающих областях.

В Книге памяти Пермской области зафиксирован Андрей Игнатьевич Барбаренко, родившийся в 1913 году в селе Айновцы Кировского района Одесской области УССР. Эта запись подтверждает географию фамилии: Одесская область — зона активного бытования фамилий на -енко. Одновременно с этим фамилия встречается и в других украинских областях, а также среди переселенцев на Дальний Восток и в Сибирь.

Интересно, что имя Барбара в русской традиции почти всегда заменялось на Варвару, а фамилия закрепилась именно в украинском звучании. Это говорит о том, что предки носителей фамилии жили в среде, где была сильна устная народная традиция, а не книжная церковная норма. В отличие от фамилий Барбаров или Барбарин, которые могли бы образоваться по русской модели, Барбаренко сохраняет южнорусский колорит.