Фамилия Черепенко образована по одной из самых продуктивных моделей украинской ономастики — с помощью суффикса -енко. В XVII–XVIII веках этот суффикс означал «сын» или «потомок», а позже закрепился как фамильный, став визитной карточкой украинских фамилий. Основа здесь — слово «череп» или, что вероятнее, прозвище Череп.

Прозвище Череп могло возникнуть в разных контекстах. Самое прямое объяснение — внешность: человек с крупной, необычной формой головы, с выступающим лбом или лысиной. В народе «черепом» могли называть упрямого человека, того, кто «крут лбом». Вторая версия отсылает к ремеслу: череп — это глиняный черепок, осколок посуды. В этом случае прозвище мог получить гончар или тот, кто занимался битой посудой, либо человек с таким же хрупким, «черепковым» характером.

Менее вероятна, но не исключена связь с географическими названиями. В России и на Украине есть несколько сел и речек с корнем «череп» — например, Черепово, Черепкина. В таких случаях фамилия могла закрепиться за выходцем из этих мест, но для фамилии на -енко это скорее исключение, чем правило.

Фамилия Черепенко распространена в центральных и восточных областях Украины, а также в южных регионах России, куда мигрировали украинские крестьяне в XVIII–XIX веках. Встречается и вариант Черепченко — с тем же корнем, но с дополнительным суффиксом, что характерно для некоторых диалектов.

Известных носителей фамилии, оставивших заметный след в истории, немного, что типично для фамилий, возникших в крестьянской или казацкой среде. Черепенко — это фамилия человека, чей предок получил яркое прозвище за внешность, характер или занятие, а суффикс -енко закрепил за ним статус «сына Черепа» в поколениях.