Фамилия Бей-Биенко — редкий пример двойной фамилии, где обе части образованы от одного корня, но оформлены по-разному. Первая часть, Бей, восходит либо к прозвищу от глагола «бить» (для человека вспыльчивого или склонного к дракам), либо к тюркскому имени Бей (вариант имени Бай) — «хозяин, господин», «богатый, могущественный человек». Такие имена проникли к славянам через межкультурные контакты, в том числе в период монголо-татарского ига.

Вторая часть фамилии — Биенко — это та же основа, но адаптированная украинским фамильным суффиксом -енко (как у множества фамилий на -енко, означающих принадлежность или потомка). Таким образом, Бей-Биенко — словно две записи одного и того же имени: одна в «чистом» виде, другая с местным окончанием.

Есть и другая гипотеза: фамилия могла возникнуть как графический вариант от тюркского имени Бейби (Байби), где «бей» («бай») — «хозяин, господин», а «би» — «князь, господин». Имя Бейби тогда означало бы «богатый господин», а двойная фамилия закрепилась при переписях.

Двойные фамилии из одной основы типичны для Украины, Польши и запада России. Они появлялись, когда одного человека при переписях записывали представители разных национальностей — каждый по своему словообразовательному шаблону. Или когда переселенец, сохраняя старую фамилию, присоединял к ней вторую, на новом языке.

Самый известный носитель фамилии — Григорий Яковлевич Бей-Биенко (1903–1971), советский зоолог, профессор, президент Всесоюзного энтомологического общества при АН СССР и член-корреспондент АН СССР.