Фамилия Чернобрывенко — яркий пример украинской модели фамилии, образованной от прозвища по внешнему признаку. Основа здесь — «чернобрывый», то есть «чернобровый», человек с тёмными, густыми бровями. Суффикс «-енко», один из самых распространённых в украинской ономастике, указывал на потомка или сына: буквально «сын Чернобрывого». Такие фамилии массово закреплялись на Левобережной и Слободской Украине в XVII–XVIII веках, когда прозвища отца переходили к детям уже как наследственные.

В отличие от русских фамилий на «-ов» (Чернобровов), модель с «-енко» сохраняет прямую связь с личным прозвищем, а не с притяжательным прилагательным. Если бы исходное прозвище звучало как «Чорнобрив» (без суффикса), то фамилия была бы Чернобривенко, но вариант с «-ыв-» (Чернобрыв-) — результат адаптации украинского произношения к русской письменности. Встречаются и параллельные формы: Чернобривченко, Чернобровченко, но Чернобрывенко — одна из самых прозрачных по смыслу.

Интересно, что прозвище «Чернобровый» могло быть не только описанием внешности. В народной культуре густые чёрные брови считались признаком сурового или даже «колдовского» нрава, иногда — знаком цыганской или южной крови. Поэтому не исключено, что первый носитель прозвища выделялся не столько красотой, сколько характером или происхождением. Однако прямая версия — «человек с чёрными бровями» — остаётся основной и самой вероятной.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины: Черкасская, Полтавская, Сумская, а также к югу России, куда переселялись украинские крестьяне. В документах XIX века Чернобрывенко встречаются среди казаков и мещан, но не среди дворян — модель на «-енко» почти не проникала в высшие сословия.

Поскольку фамилия образована от прилагательного, а не от имени или профессии, точных сведений о занятии предков нет. Можно лишь сказать, что предок носителя был заметной фигурой в своей общине — хотя бы внешне. В современном русском языке фамилия сохраняет ударение на втором слоге: Чернобры́венко, что отличает её от более редкого варианта Чернобрыве́нко с ударением на суффиксе.