Фамилия Думьяненко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко. В этой словообразовательной системе суффикс -енко (с ударением на последнем или предпоследнем слоге) исторически означал «маленький», «сын» или «потомок». То есть Думьяненко — это буквально «сын Думьяна», а Думьян, в свою очередь, — народная форма церковного имени Дамьян (каноническое Дамиан). В украинском языке имя Дамиан через стадию Доман и Думьян закрепилось в виде Демьян, но в отдельных говорах и регионах сохранился вариант с корнем «дум-»: Думьян.

Интересно, что в отличие от распространённого Демьяненко, форма Думьяненко встречается реже и указывает на более узкую локальную традицию произношения. В украинских диалектах, особенно на Полтавщине и Черниговщине, безударное «е» могло переходить в «у» (так называемое «уканне»), и имя Демьян звучало как Думьян. Таким образом, фамилия зафиксировала именно разговорное, диалектное звучание крестильного имени, а не книжное.

По социальному происхождению Думьяненко — типичная фамилия казацкой или крестьянской среды, где фамилии на -енко в XVII–XVIII веках стали массово вытеснять более старые прозвища. Носитель такой фамилии, скорее всего, был прямым потомком человека по имени Думьян, который мог быть как простым селянином, так и реестровым казаком. В современных украинских реестрах фамилия встречается, но не входит в первую сотню по распространённости, что делает её маркером конкретного родового гнезда.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что корень «дум-» мог совпасть и с прозвищем от слова «дума» (мысль, размышление), но в случае Думьяненко версия с именем Думьян (Демьян) остаётся основной и этимологически прозрачной. Фамилия не имеет отношения к слову «думать» — это чисто патронимическая форма от сокращённого церковного имени.