Фамилия Беляенко образована от прозвища Беляй. В основе этого прозвища — прилагательное «белый», которое в древнерусском языке имело несколько значений. Самое очевидное — внешность: светлый цвет лица, волос или бороды. Но было и социальное значение: «обеленный» означало «освобождённый от податей и повинностей». Так могли назвать крестьянина или ремесленника, получившего льготу, либо человека, выделявшегося бледной кожей.

Прозвище Беляй было широко распространено в южнорусских и украинских землях. Именно оттуда пошла модель фамилий на -енко, типичная для Левобережной Украины, Слобожанщины и юга России. Суффикс -енко в XVI–XVII веках означал «сын» или «потомок», так что Беляенко — буквально «сын Беляя». Со временем прозвище закрепилось как наследственное имя и вытеснило прежнее родовое именование в официальных документах.

Фамилия Беляенко — не единственная в этом гнезде. Есть и Беляев, и Беляков, и Белянкин, но суффикс -енко выдает конкретный регион бытования: преимущественно Черниговщина, Полтавщина, а также области, куда переселялись казаки и крестьяне в XVIII–XIX веках. В переписях XIX века Беляенко встречается в Харьковской, Екатеринославской и Курской губерниях.

Словообразовательная модель проста: основа Беляй + суффикс -енко. Ударение в фамилии чаще падает на второй слог — Беля́енко, хотя в некоторых говорах возможно смещение. В написании встречается вариант Белеенко — это следствие аканья или диалектного произношения, но основной вариант закрепился через «я».