Фамилия Диенко — яркий пример украинской модели образования фамилий на -енко. Суффикс -енко в украинской ономастике означает «сын» или «потомок», то есть Диенко буквально значит «сын Дия» или «потомок Дия». Такие фамилии массово формировались на землях современной Украины в XVI–XVII веках, и Диенко — одна из них, типичная для центральных и левобережных регионов.

Основа фамилии — личное имя или прозвище Дий. В древнерусской традиции имя Дий (от греческого Дий, эпитет Зевса) встречалось в среде духовенства и образованных слоёв, но было редким. Однако более вероятно, что в основе лежит прозвище Дий, которое могло иметь два значения. Первое — от диалектного «дий» (дед, старик) в некоторых южнорусских говорах. Второе — от глагола «деть» (совать, класть) или «деять» (делать), то есть прозвище могли дать человеку деятельному или, наоборот, суетливому. Сравните с фамилией Деев, образованной от той же основы через другой суффикс.

Суффикс -енко указывает на то, что фамилия закрепилась в украинской среде, а не в великорусской. Носители фамилии Диенко — это потомки человека по имени или прозвищу Дий, который жил, скорее всего, на территории современной центральной Украины (Полтавщина, Черкасщина, Киевщина). В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто указывали на принадлежность помещику, Диенко — фамилия казацкой или мещанской среды, где модель на -енко была доминирующей.

Встречается и вариант написания Диєнко (с буквой «є»), что отражает украинское произношение, но в русскоязычной среде закрепилось написание через «е». Редкий, но возможный вариант — Диенко с ударением на первый слог, что меняет значение: тогда основа могла бы быть связана с «диво» (чудо), но это менее правдоподобно, так как суффикс -енко в таком случае образовывал бы фамилию от полной формы имени Див, а не от основы.

Спорных версий немного: иногда фамилию пытаются связать с греческим «диос» (божественный), но это натяжка — прямого заимствования из греческого в простонародной среде не было. Наиболее убедительной остаётся версия с прозвищем от «дий» (дед) или «деть» (делать), а географически — украинское происхождение.