Фамилия Гамалиенко — пример того, как украинская словообразовательная модель «нанизывает» суффиксы, чтобы превратить личное имя сначала в прозвище, а потом в фамилию. Её основа — редкое каноническое имя Гамалиил, которое восходит к древнееврейскому «Гамлиэль» — «награда Божья» или «воздаяние Господа». В библейской традиции Гамалиил — уважаемый фарисеи и законоучитель, упоминаемый в Деяниях апостолов. В православных святцах это имя встречается, но широкого хождения в народе не получило, поэтому фамилия осталась сравнительно редкой.

Строение фамилии многослойное. От имени Гамалиил образовалась краткая форма Гамалий (с отсечением конечного -ил, что типично для восточнославянской традиции: Даниил → Данило, Самуил → Самуйло). Затем к ней добавился украинский суффикс -енко, который в XVI–XVII веках закрепился как основной патронимический показатель в Поднепровье и Левобережной Украине. Таким образом, Гамалиенко буквально означает «сын Гамалия» или «потомок Гамалиила». Если бы фамилия формировалась в великорусских землях, она звучала бы как Гамалиев или Гамалилов.

Интересно, что в украинской ономастике существует и параллельная форма Гамалий, которая могла стать прозвищем сама по себе — например, для человека с характером наставника или учителя (по ассоциации с библейским Гамалиилом). Но фамилия Гамалиенко — это именно патроним, указывающий на родство, а не на профессию или внешность. Встречается она в основном в центральных и восточных областях Украины, особенно в Полтавщине и Черкащине, где в казацкой среде любили библейские имена, но переделывали их на свой лад.

С социальной точки зрения, носители фамилии Гамалиенко в XVIII–XIX веках относились к казацкой старшине, мещанству или духовенству — то есть к тем сословиям, где грамотность и церковная традиция позволяли сохранить редкое имя в роду. Крестьяне-землепашцы чаще брали фамилии от мирских прозвищ, поэтому Гамалиенко — маркер более книжной, учёной среды. В документах XIX века фамилия встречается в исповедных росписях и метрических книгах Киевской и Полтавской губерний, что подтверждает её церковные корни.