Фамилия Булаенко — характерный пример украинского или южнорусского фамильного типа на -енко. Модель с этим суффиксом в XVII–XVIII веках была самой продуктивной для Поднепровья, Слобожанщины и Кубани: она образовывала патронимы, то есть указывала на прямого предка мужского пола. Булаенко — буквально «сын (или потомок) Булая».

Основа Булай — прозвище, которое восходит к тюркскому слову «була» (пёстрый, рябой) или к древнерусскому «булый» (гнедой, рыжеватый, о масти лошади). В обоих случаях прозвище давали по внешнему признаку: либо человеку со светлыми или рыжими волосами, либо с пёстрыми отметинами на лице. В украинских говорах слово «булай» могло означать и упрямого, своенравного человека — от глагола «булати» (кричать, реветь по-бычьи). Таким образом, прозвище Булай могло закрепиться за шумным, громкоголосым или строптивым казаком.

В русском языке встречаются параллельные формы с тем же корнем: Булаев, Буланов, Булатов. Но Булаенко стоит особняком из-за суффиксальной модели, которая характерна именно для украинской ономастики. В документах XVIII–XIX веков фамилия фиксируется в основном на Полтавщине, Черниговщине и в Харьковской губернии. Встречается и вариант Булаенков — результат обрусения окончания при переезде в великорусские губернии.

Социальный состав носителей был пёстрым: среди Булаенко встречались как казаки, так и крестьяне, а позже — мещане. Дворянских родов с этой фамилией не обнаружено, что типично для патронимов на -енко, которые редко попадали в бархатные книги.

В современной России фамилия редкая, чаще всего её можно встретить в Краснодарском крае и Ростовской области — как следствие миграций украинского населения в XVIII–XIX веках. В самой Украине она тоже нечастотна, но устойчиво сохраняется в центральных и восточных областях.