Фамилия Дятленко образована от мирского имени Дятленя — так в украинских говорах называли птенца дятла. До введения обязательных фамилий на Руси и в Малороссии такие имена не были редкостью: родители давали ребёнку имя по названию детёныша птицы или зверя, чтобы природа «признала» его своим и передала малышу качества этого животного. В случае с дятлом — трудолюбие, усердие и настойчивость. У многих славянских народов дятел также считался вещей птицей, стражем леса и символом магической силы, поэтому имя могло нести и обережный смысл.

Суффикс -енко — типичный для украинской антропонимии, он указывает на происхождение фамилии с территории современной Украины или южнорусских земель, где были сильны украинские говоры. Первоначально Дятленко означало «сын Дятлени» или «потомок Дятлени». Со временем патронимическое значение стёрлось, и фамилия закрепилась как наследственная.

Стоит обратить внимание на словообразовательную модель: в основе лежит не взрослая птица (дятел), а именно детёныш (дятленя). Это сразу отличает фамилию от более распространённых Дятлов и Дятловых. Редкий суффикс -еня в исходном прозвище тоже не случаен — он характерен для названий птенцов в украинском языке (гусеня, каченя, горобеня). Так что предок носителя фамилии был, скорее всего, прозван не столько за сходство с дятлом, сколько за какие-то черты, напоминавшие птенца: суетливость, любопытство, неугомонность или, наоборот, беззащитность и потребность в опеке.

В современных документах фамилия встречается преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков украинских переселенцев на Кубани и в Сибири.