Фамилия Гадионенко — яркий пример украинской модели фамилии на -енко, которая в XVII–XVIII веках была распространена в среде казацкой старшины, мещан и крестьян Левобережной Украины (Черниговщина, Полтавщина, Слобожанщина). Суффикс -енко исторически означал «маленький», «сын» или «потомок»: Гадионенко — буквально «сын Гадиона» или «потомок Гадиона». Такая модель была настолько продуктивной, что к XIX веку стала доминирующей в украинской антропонимии, вытеснив многие другие формы.

Основа фамилии — личное имя Гадион. Это народная, разговорная форма канонического церковного имени Гордий (от греческого «Гордиас» — имя фригийского царя, завязавшего знаменитый узел). В украинской и белорусской среде имя Гордий часто трансформировалось через звуковые переходы: Гордий → Гардий → Гадий → Гадион (с распространённым суффиксом -он, который придавал имени уменьшительно-ласкательный или просторечный оттенок). Реже высказывается версия о связи с греческим именем Гадион (возможно, от «гадиос» — святой), но она менее убедительна, так как нет массовых подтверждений самостоятельного бытования такого имени в православных святцах.

Таким образом, предок носителя фамилии, скорее всего, был крещёным человеком по имени Гордий, которого в быту звали Гадионом. Социальный статус мог быть разным: от рядового казака до крестьянина или ремесленника. Фамилии на -енко вплоть до конца XIX века не были строго наследственными для низших сословий, поэтому окончательное закрепление фамилии за родом Гадионенко произошло, вероятно, в пореформенный период, когда украинским крестьянам массово записывали фамилии по отцу.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины. В современной России она встречается редко, часто как следствие миграций или смешанных браков. Важная деталь, отличающая эту фамилию от многих других на -енко: в ней сохранился редкий вариант имени Гадион, который не превратился в более привычные Гордиенко или Гардиенко. Это указывает на то, что фамилия могла сложиться в локальной, замкнутой общине, где диалектное произношение имени закрепилось в официальных документах, а не было «подправлено» под книжную норму.