Фамилия Дилуленко — одна из тех, чья этимология не лежит на поверхности и требует обращения к диалектам и заимствованиям. Её ядро — корень «дилул-», который с высокой вероятностью восходит к южнорусским или украинским говорам, где слово «дилуля» (или «дилуль») могло означать нечто неуклюжее, медлительное или, напротив, хитрое, увёртливое. В некоторых местностях так называли человека с необычной походкой или манерой поведения — слово звукоподражательное, передающее семантику «качаться», «вихлять». Менее вероятна, но не исключена связь с тюркскими корнями, где «диль» означает «язык»; тогда прозвище могло достаться говорливому или многоязычному человеку, но для украинской фамильной модели это нетипично.

Суффикс «-енко» — типичный восточноукраинский патронимический формант, указывающий на происхождение от отца или главы семьи. В XVII–XVIII веках такие фамилии массово закреплялись за казаками и крестьянами Левобережной Украины, Слобожанщины и юга России. Таким образом, первый носитель фамилии Дилуленко был, скорее всего, сыном человека по прозвищу Дилул — отсюда «маленький Дилул» или «наследник Дилула».

Географически фамилия редкая и встречается точечно в Черкасской, Кировоградской и Полтавской областях, а также среди потомков переселенцев на Кубани. В дореволюционных метриках она не фиксируется в дворянских или купеческих родах — почти наверняка предки были казаками или вольными хлеборобами. Споров вокруг происхождения мало: альтернативная версия о связи с греческим «δύο» (два) выглядит искусственной и не подтверждается словообразовательными нормами восточнославянских фамилий.

Единственная деталь, которая выделяет Дилуленко среди других фамилий на «-енко», — это полное отсутствие параллельных форм с другим суффиксом (Дилулов, Дилулин). Это указывает на то, что фамилия сложилась локально и не распалась на варианты при миграциях, сохранив исходную привязку к конкретному прозвищу.