Фамилия Булдыменко — украинская по словообразовательной модели. Суффикс -енко (в восточнославянской традиции обозначающий потомка, «сына» или «малого») указывает на формирование в среде украинского казачества и мещанства в XVI–XVII веках. В русских фамилиях такой суффикс редок, а в украинских — самый массовый.

Основа фамилии — прозвище Булдыма (или Булдима). Его корень, скорее всего, восходит к украинскому диалектному слову «булда» — так в некоторых говорах называли глуповатого, нерасторопного или упрямого человека. Сравните с однокоренными «булдыга» (костыль, дубина) и глаголом «булдыкать» (ворчать, бормотать). Вероятно, прозвище давали человеку с тяжелым нравом или медлительному, но не в оскорбительном смысле, а как бытовую характеристику.

Вторая, менее убедительная версия связывает «Булдыму» с тюркскими корнями: «булдур» (сделать, совершить) или «булду» (был, стало). Но для украинской фамильной модели такое заимствование маловероятно — тюркские основы чаще встречаются в фамилиях на -ов/-ев у донских и запорожских казаков, а не в патронимике на -енко.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным областям Украины: Черкасская, Полтавская, Днепропетровская области. В России встречается редко, в основном в Краснодарском крае (наследие переселений кубанских казаков). Социально предки Булдыменко — скорее всего, казаки или вольные хлеборобы, а не крепостные крестьяне, так как фамилии на -енко в массе закрепились именно в казачьей среде.

Фамилия не имеет дворянских ветвей и не фиксируется в родословных книгах Российской империи — это фамилия простого сословия, что типично для её модели. Разбор корня показывает, что прозвище было не книжным, а живым, из повседневного языка.