Фамилия Дудленко образована по распространённой украинской модели с суффиксом -енко. Такие фамилии в XVI–XVII веках означали «сын» или «потомок» человека, чьё имя или прозвище легло в основу. В данном случае основа — прозвище Дудлик, от которого через форму Дудло (или напрямую) и возникла фамилия Дудленко.

Прозвище Дудлик, скорее всего, связано с диалектным словом «дудлик» — дудочник. Предок носителя фамилии мог хорошо играть на дудке либо заниматься изготовлением музыкальных инструментов. На Украине, в Белоруссии и южных областях России дудка была распространённым народным инструментом, а дудочники — желанными гостями на ярмарках и свадьбах, так что прозвище могло закрепиться за музыкантом или ремесленником.

Существует и другая версия происхождения: украинский глагол «дудлити» означает «пить с жадностью, большими глотками». В этом случае прозвище Дудлик мог получить человек, который пил много воды, кваса или другой жидкости. Эта гипотеза менее вероятна, но имеет право на существование, поскольку прозвища по привычкам и поведению в народной среде были обычным делом.

Со временем прозвище Дудлик, первоначально бытовавшее как дополнительное именование, вытеснило крестильное имя и закрепилось в документах. Суффикс -енко присоединился к основе, и потомок человека по прозвищу Дудлик стал писаться Дудленко. Фамилия встречается преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков украинских переселенцев в России.

Родственные фамилии — Дудка, Дудник, Дудко, Дудченко — все они восходят к тому же корню «дуд-», связанному с музыкальным инструментом. Фамилия Дудленко, с характерным суффиксом, чётко указывает на украинское происхождение и на то, что предок был либо музыкантом, либо человеком с заметной бытовой особенностью.