Фамилия Буленко образована по распространённой в украинской и южнорусской ономастике модели: к основе (личному прозвищу или имени) добавлялся суффикс -енко, который изначально означал «сын» или «потомок». Таким образом, Буленко — это буквально «сын Буля» или «потомок Буля».

Само прозвище Буль, от которого пошла фамилия, скорее всего, связано с особенностями речи. В южнославянских говорах и в украинском языке бытовали глаголы «булькотати», «бульчати» — «бурчать», «говорить невнятно», «издавать булькающие звуки». Так могли прозвать человека с нечёткой дикцией, картавого или того, кто говорил себе под нос. Такая версия выглядит наиболее естественной, поскольку прозвища по речевым чертам — один из древних и частых типов в народной антропонимии.

Существует и другая, менее вероятная гипотеза: связь прозвища с названием еврейского месяца бул. Если следовать этой версии, основатель рода мог родиться в этом месяце. Однако для славянского прозвища такая параллель маловероятна — месяц бул не был частью народного календаря на территориях, где формировалась фамилия.

Фамилия Буленко встречается в основном на Украине и в прилегающих областях России, что подтверждает её происхождение в среде, где суффикс -енко был типовым способом обозначения родства. Со временем прозвище Буль полностью вытеснило имя в повседневном обиходе и закрепилось в документах как наследственная фамилия.