Фамилия Довгенко — типичный пример украинской модели образования фамилий с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках закрепился в Поднепровье и Слобожанщине как обозначение потомка или младшего члена семьи (буквально «маленький», «сын»). В основе фамилии лежит прозвище Довга, и у исследователей есть две версии его происхождения.

Первая версия связывает прозвище с украинским словом «довг» — «долг, обязательство». В таком случае Довгой называли человека, который брал деньги или имущество в долг, то есть должника. Прозвище могло закрепиться за тем, кто часто одалживал или, наоборот, был известен своими долгами — в традиционной крестьянской общине такие черты не оставались незамеченными.

Вторая, более распространённая гипотеза, возводит прозвище к прилагательному «довгий» — «долгий, длинный». Так могли прозвать высокого, долговязого человека. В украинской антропонимии прозвища по внешним признакам были одними из самых частых: Довга, Довгун, Довгий. Фамилии Довженко, Довгаль, Довгань — того же корня, все они указывают на высокий рост родоначальника.

Со временем прозвище Довга, которое изначально могло существовать параллельно с крестильным именем, полностью вытеснило его и в быту, и в документах. А суффикс -енко оформил это прозвище в наследственную фамилию. Географически фамилия Довгенко чаще всего встречается в центральных и восточных областях Украины, что подтверждает её происхождение из казацкой среды, где фамилии на -енко были особенно популярны.