Фамилия Биловоленко — яркий пример украинской модели образования фамилий, где в основе лежит прозвище, а на конце — типичный украинский суффикс -енко. Этот суффикс в XVI–XVIII веках означал «сын» или «потомок», а позже закрепился как фамильный для жителей Левобережной и Слободской Украины.

Сама основа фамилии — «Биловол» — разлагается на два корня: «бил» (от «билий», то есть белый) и «вол». В украинском языке прилагательное «білий» часто давало прозвища по цвету волос или кожи: Біловус, Білоголова. Но здесь — «Біловіл». Прямое значение — «белый вол». Так могли назвать человека за светлые, почти седые волосы, которые напоминали масть вола, или за внешнее сходство с этим животным — например, за крупное телосложение, медлительность или упрямство. В украинской ономастике прозвища с корнем «віл» встречаются нередко: Віл, Волик, Воловенко. Они могли относиться и к характеру, и к физической силе.

Словообразовательная цепочка проста: прозвище Биловол (Біловіл) → прибавление патронимического суффикса -енко → Биловоленко. То есть буквально «сын Биловола». Фамилия не дворянская и не священническая — суффикс -енко в малороссийской среде был массовым у казаков и крестьян, реже у мещан. Поэтому носители фамилии, скорее всего, происходят из казацких или посполитых слоёв Гетманщины или Слобожанщины.

Встречаются варианты написания: через «і» — Біловоленко, и через «и» — Биловоленко. Второй вариант закрепился в русскоязычных документах после унификации фамилий в XIX веке. Географически фамилия тяготеет к центральной и восточной Украине: Полтавщина, Черкащина, Харьковщина. В России она редка и встречается в основном у потомков украинских переселенцев на Кубань или в Сибирь.

Есть и менее вероятная версия: что «Биловол» — это искажённое «Белый Волк» (билий вовк), но она не подтверждается ни фонетикой, ни типичными украинскими прозвищами. Волк в украинских фамилиях обычно передаётся как Вовк, Вовченко, а не через «вол». Так что версия с волом — основная и наиболее правдоподобная.