Фамилия Черепашенко нечастая, и её происхождение не лежит на поверхности. В ней слышится что-то «черепашье», но прямой связи с медлительным животным, скорее всего, нет. Основа — «Черепаш» или «Черепаха», и это, вероятнее всего, прозвище, которое давали не за скорость, а за внешность или характер. В украинских и южнорусских говорах «черепахой» могли назвать человека с большой головой, круглым лицом или медлительного, но чаще — того, кто носил что-то вроде панциря: например, горбатого или сутулого. Впрочем, прозвище могло быть ироническим: так дразнили быстрого и ловкого, подчёркивая контраст.

Ключевая особенность фамилии — суффикс «-енко». Это типичный украинский патронимический суффикс, который означает «сын» или «потомок». Черепашенко — буквально «сын Черепаши» (или Черепаха). В отличие от русских фамилий на «-ов/-ев», которые закрепились в документах раньше, «-енко» долго оставались полуофициальными родовыми прозвищами и окончательно вошли в обиход в XVII–XVIII веках на Левобережной Украине, в Слобожанщине и на юге России. Поэтому географически фамилия тяготеет к Черниговщине, Полтавщине, Харьковщине, а также к Курской и Воронежской областям, куда переселялись украинские крестьяне.

Интересно, что в основе может лежать не только прозвище, но и крестильное имя. В народной традиции существовали производные формы от канонического имени «Панкратий» (греч. «всесильный») — Панкрашка, Панкраша, а в некоторых говорах оно трансформировалось в «Черепаша» из-за звукового сходства и переосмысления. Это редкий случай, когда тёмный корень «съедается» более понятным словом. Если эта версия верна, Черепашенко — не прозвищная, а патронимическая фамилия, восходящая к церковному имени.

Сословное происхождение фамилии определить трудно. «-енко» встречались и у казацкой старшины, и у крестьян, и у мещан. В ревизских сказках XIX века Черепашенко числятся в основном как государственные крестьяне и казаки. Поскольку фамилия редкая, её носители, скорее всего, происходят из одного или нескольких соседних сёл, где прозвище закрепилось за целым родом. Документальных упоминаний о дворянских родах с такой фамилией нет.

В написании фамилии возможны варианты: «Черепашенко» и реже «Черепащенко» (с «щ», если в основе было «Черепащ»). Первый вариант каноничнее: суффикс «-енко» присоединяется к основе на шипящий «ш» (Черепаш + енко). Вариант с «щ» мог возникнуть при переносе в русскую письменность, где «сч» или «шч» иногда заменяли украинское «щ».