Фамилия Чернохвостенко построена по редкой для русского языка, но типичной для украинской ономастики модели — с суффиксом -енко. Она указывает на происхождение от прозвища Чернохвост, а суффикс -енко традиционно означал «сын» или «потомок», то есть «сын Чернохвоста». В украинских фамилиях этот суффикс стал основным способом образования фамилий в XVII–XIX веках, особенно в центральных и восточных регионах — на Полтавщине, Черниговщине, Слобожанщине.

Прозвище Чернохвост легко читается как описательное: «чёрный хвост». В крестьянской среде так могли назвать человека по внешнему признаку — например, за тёмный цвет волос или бороды, за длиннополую чёрную одежду. Но есть и более конкретная версия: в говорах «хвостом» нередко называли не только часть тела животного, но и длинный подол, шлейф или даже кнут. Тогда прозвище могло относиться к пастуху, погонщику скота или возчику, который ходил с чёрным кнутом.

Вторая версия — прозвище по масти скота. В южнорусских и украинских хозяйствах «чернохвостым» могли прозвать владельца коровы или лошади с чёрным хвостом. Такая деталь была заметной приметой в стаде, и прозвище легко закреплялось за человеком. В пользу этой гипотезы говорит то, что в украинской антропонимии немало фамилий, образованных от названий мастей: Сивокобыла, Рыжехвост, Белогрив.

Фамилия Чернохвостенко почти не встречается за пределами Украины и юга России. В современных базах данных она редкая: несколько десятков носителей живут в Харьковской, Полтавской, Днепропетровской областях, единичные — в Краснодарском крае. Это подтверждает её локальный, сугубо украинский характер: в XIX веке такие фамилии оставались в пределах одной волости или даже одного села.

Сравните с однокоренными фамилиями: Чернохвостов — это уже русифицированный вариант, где украинский суффикс заменили на русский -ов. Если Чернохвостенко — «сын Чернохвоста», то Чернохвостов — «принадлежащий Чернохвосту». Обе формы образованы от одного прозвища, но первая сохранила южнорусскую, вторая — северную модель. Встречается и фамилия Чернохвост без суффикса — такая форма могла закрепиться в западноукраинских землях, где прозвища нередко становились фамилиями без дополнительных оформлений.