Фамилия Болбеко — редкий случай, когда прозвище почти не изменилось при оформлении в фамилию. В ней нет ни патронимического суффикса -ов/-ев, ни -ин, которые обычно добавляли к имени или прозвищу отца. Суффикс -ко характерен для украинской и южнорусской ономастики: он выполнял ту же функцию, что и русские -ов/-ев, то есть указывал на потомка («чей?» — Болбеко, то есть сын или человек Болбы). Такой тип фамилий особенно распространён на Левобережной Украине и в южных регионах России.

Основа фамилии — прозвище Болба. В русских говорах «болба» или «болбе» — неодобрительное название бестолкового, медлительного или рассеянного человека. В. И. Даль в своём словаре фиксирует слово «болбес» (балбес) в значении «болван, дурак, невежа». Учитывая, что фонетический переход «болбес» → «болба» вполне естественен для живой речи, прозвище Болба могло означать того же «балбеса» — но в более мягкой, бытовой форме. Впрочем, не исключено, что прозвище возникло от глагола «болботать» (говорить невнятно, бормотать) — тогда его носителем мог быть неразборчивый в речи человек.

Сравнение с однокоренными фамилиями подтверждает, что перед нами не единичный случай. Болба, Болбин, Болбов, Болбочан — все они образованы от той же основы. Фамилия Болбеко стоит в этом ряду особняком из-за своего суффикса -енко, который в украинской традиции означает «маленький» или «сын». То есть буквально Болбеко — «сын Болбы», что полностью соответствует модели образования украинских фамилий.

Географически фамилия тяготеет к Черниговской и Полтавской областям Украины, а также к приграничным районам России (Брянская, Курская области). В дореволюционных переписях она встречается редко, что говорит о её локальном бытовании и, вероятно, невысоком социальном статусе первых носителей — чаще всего это были крестьяне или казаки. Сословной элиты среди Болбеко не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от прозвищ с негативным оттенком.