Фамилия Доненко — характерный пример украино-белорусской модели фамилий с суффиксом -енко, означающим «сын» или «потомок». В основе фамилии лежит не географическое название, а личное имя Доня. Так на Украине и в Беларуси в быту называли человека, носившего одно из церковных имён: Авдон (древнееврейское «слуга»), Донат (латинское «подаренный») или Даниил («Божий суд»). Доня — это уменьшительная форма, от которой и пошло прозвище, а затем и фамилия.

Существует и другая версия: связь фамилии с рекой Дон. Согласно ей, прозвище Дон или Доня мог получить человек, живший на Дону, — возможно, донской казак. Однако эта гипотеза менее правдоподобна: суффикс -енко почти всегда прикрепляется к личному имени или прозвищу, а не к названию реки напрямую. Если бы фамилия была образована от гидронима, мы бы скорее встретили форму Донской или Донцов.

Таким образом, самый вероятный путь фамилии: крестильное имя → бытовая форма Доня → прозвище главы семьи → фамилия Доненко, то есть «сын Дони». Это объяснение опирается на типичную словообразовательную модель восточнославянских фамилий, описанную в работах Б. Унбегауна.

Фамилия бытует преимущественно в украинских и белорусских регионах, а также среди переселенцев из этих земель. Встречаются варианты написания с одной «н» (Доненко) — это нормативно, так как основа Дон- не удваивается.