Фамилия Дииденко построена по обычной для восточной Украины модели: основа плюс суффикс -енко, который в XVI–XVII веках закрепился как показатель потомка или сына. В основе лежит прозвище Дид. Оно восходит к украинскому «дiд» — «дед». Прозвище не обязательно указывало на возраст: Дида могли дать человеку слишком серьёзному, с белыми волосами или ворчливому, как старик.

Родственное прозвище Дед фиксируется в русских документах с 1495 года. Известны Дедов Конон Иудин (1425 год, Углич) и Дедов Курбат, служилый человек 1566 года из Казани. Украинская форма Дид и её производные, в том числе Дииденко, встречаются в тех же источниках реже, но сам механизм образования одинаков: прозвище постепенно вытеснило крестильное имя и стало наследственным.

В написании Дииденко обращает на себя внимание двойное «и». Это не ошибка, а отражение произношения: в украинских говорах гласный в корне мог удлиняться. Встречаются варианты Диденко — более частый, и Дииденко — более редкий, сохранивший следы живого ударения и долготы. Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, откуда вместе с носителями попала в южные регионы России.

Сословной привязки у Дииденко нет: прозвищные фамилии на -енко носили и казаки, и крестьяне, и мещане. Точных исторических персонажей с этой фамилией в открытых источниках не зафиксировано, что типично для фамилий, не попавших в ранние переписи дворянства.