Фамилия Димитриненко — характерный пример украинской фамилии, построенной по модели «имя + суффикс -енко». Этот патронимический суффикс, один из самых распространённых в Украине, буквально означал «сын» или «потомок». Таким образом, Димитриненко — это «сын Димитрия», и фамилию дали прямому наследнику человека по имени Димитрий.

В основе фамилии лежит мужское крестильное имя Димитрий (церковная форма — Дмитрий). Оно пришло из греческого языка и связано с именем богини земледелия и плодородия Деметры: «Димитрий» значит «принадлежащий Деметре». На Руси имя было широко распространено благодаря почитанию святого Димитрия Солунского, поэтому и фамилий на его основе — огромное множество: Дмитриев, Димитров, Дмитриенко, Дмитраков и другие. Димитриненко выделяется среди них именно украинским суффиксом и полной, нередуцированной формой имени (Димитрий, а не Дмитро).

Интересно, что в украинской ономастике фамилии на -енко в XV–XVII веках часто носили представители казацкой старшины и мещанства, а не только крестьяне. Поэтому версия о том, что основатель рода Димитриненко мог принадлежать к относительно привилегированному слою, имеет под собой почву. Однако со временем модель стала настолько массовой, что сейчас эта фамилия встречается у людей самого разного происхождения. Географически она тяготеет к центральным и восточным областям Украины, а также к югу России, куда переселялись украинские крестьяне в XIX веке.