Фамилия Ефременеко — украинская по происхождению, и её структура показывает это сразу: суффикс -енко, один из самых распространённых в украинской ономастике, означает «маленький», «сын» или «потомок». То есть Ефременеко — это буквально «сын Ефрема». Такие фамилии массово формировались на территории современной Украины в XVI–XVIII веках, особенно среди казачества и крестьянства, и закрепились как наследственные.

Основа фамилии — каноническое мужское имя Ефрем. В русской и украинской традиции это имя пришло из древнееврейского (Эфраим — «плодовитый», «удвоенный плод»). В православных святцах имя встречается нередко, поэтому и производные фамилии — Ефремов, Ефремец, Ефременко — широко разошлись по восточнославянским землям. Форма Ефременеко, с дополнительным слогом -ен- перед суффиксом, — это патроним второго порядка: от Ефрем → Ефременко (сын Ефрема) → Ефременеко (сын Ефременко). Такая модель, хоть и редкая, встречается в украинских фамилиях, когда суффикс -енко наращивается на уже готовую основу с тем же суффиксом.

Географически фамилия Ефременеко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Сумщине. В России она встречается реже, обычно как след переселений или украинских корней. Сословной привязки у фамилии нет: её носителями могли быть и казаки, и крестьяне, и мещане. В документах XIX века такие фамилии часто писали с вариациями — Ефременко, Ефремненко, Ефременков (последнее — уже под влиянием русской адаптации). Форма Ефременеко, с двумя «е» в окончании, — одна из наиболее точных, передающих украинское произношение.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Ефременеко отличается от простого Ефременко именно той самой ступенью удвоения патронима. Такая деталь говорит о том, что предок носителя был не просто Ефремом, а уже носил прозвание Ефременко, и его сыновей называли Ефременеко. Это не ошибка письма, а живой процесс словообразования, который в украинской среде фиксировался вплоть до начала XX века.