Фамилия Дюженко образована от прозвища Дюжий. В старину «дюжим» называли крепкого, сильного, могучего человека, отсюда же пошла поговорка: «Взялся за гуж, не говори, что не дюж». Прозвище указывало на внешнюю стать предка — его физическую силу и выносливость.

По словообразовательной модели фамилия типична для украинского и южнорусского ареала. Суффикс -енко (как и в фамилиях Бойченко, Шевченко) первоначально означал «сын» или «потомок»: Дюженко — буквально «сын Дюжего». Такая модель массово закрепилась на Левобережной Украине в XVI–XVII веках, поэтому географически фамилию стоит искать прежде всего в Черниговской, Полтавской, Сумской и соседних областях.

В отличие от фамилий на -ов/-ев (Дюжиков, Дюжев), которые чаще встречаются в великорусских говорах, форма Дюженко сохранила типично украинский патронимический суффикс. Это не единственная фамилия от той же основы: известны однокоренные Дюжий, Дюжак, Дюженников — но все они восходят к одному и тому же прозвищу, описывающему физическую мощь предка.