Фамилия Довгуненко — характерный пример украинской модели фамилии на -енко, которая в XVII–XVIII веках закрепилась в Поднепровье, а позже распространилась по всей Украине и югу России. Суффикс -енко в украинской ономастике указывал на «сына» или «потомка»: Довгуненко — буквально «сын Довгуна». Основа фамилии — прозвище Довгун, образованное от прилагательного «довгий» (длинный, высокий). Так на Украине называли высокого, долговязого человека, реже — того, кто носил длинную одежду или имел длинные конечности.

Интересно, что фамилия Довгуненко сохранила архаичную форму корня «довг-» вместо современного украинского «довж-» (как в слові «довжина»). Это указывает на старую диалектную основу или влияние церковнославянской письменности, где «длъгъ» дало «довгий» в некоторых говорах. Такая особенность встречается в фамилиях Довгун, Довгаль, Довгань, но Довгуненко выделяется именно суффиксом -енко, который в этом ряду встречается реже, чем, скажем, -ук или -юк.

По географии бытования фамилия Довгуненко чаще всего встречается в центральных и северных областях Украины — Черниговской, Киевской, Полтавской. Это соответствует историческому ареалу распространения фамилий на -енко, которые в этих регионах вытеснили другие модели. В России фамилия редка и фиксируется в основном в Краснодарском крае и Ростовской области — результат переселений украинских крестьян в XVIII–XIX веках.

Сословная принадлежность предков Довгуненко, скорее всего, была крестьянской или казацкой. В реестрах Запорожского войска встречаются прозвища типа Довгун, но конкретно форма Довгуненко не документирована в ранних казацких списках — вероятно, она оформилась уже после ликвидации Сечи, в период массовой фиксации фамилий в метрических книгах XIX века. Никаких дворянских родов с этой фамилией не известно, что подтверждает её народное происхождение.

В современном украинском языке фамилия склоняется как существительное мужского рода: Довгуненко, Довгуненка, Довгуненку. Женский вариант не склоняется. Ударение, судя по аналогии с другими фамилиями на -енко, падает на предпоследний слог: Довгу́ненко.