Фамилия Гермоленко — редкий случай, когда разбор упирается не столько в корень, сколько в суффикс и географию. Перед нами типичная украинская фамилия на -енко, которая в XIX веке массово закрепилась за потомками казаков и крестьян Левобережной Украины. Суффикс -енко означает «сын» или «потомок», так что носитель фамилии — прямой наследник человека по имени или прозвищу Гермол.

Основа «Гермол» — это, скорее всего, народная форма крестильного имени Ермолай. В православных святцах Ермолай — имя греческого происхождения (от «Эрмолаос» — «вестник народа»). В украинской и южнорусской среде начальное «Е» часто переходило в «Ге» или «Ги»: так Ермолай становился Гермолом, Гермолой, а отчество или прозвище — Гермоленко. Подтверждение этому — фамилии Гермола, Гермолин, Гермольский, которые встречаются в тех же регионах.

Менее вероятная версия связывает фамилию с немецким именем Герман (через польское посредство), но для такого перехода нет фонетических оснований: Герман в украинских фамилиях даёт Германа, Германенко, а не Гермоленко. Также не стоит искать связь с греческим «гермос» (опора) — это искусственное сближение, не подкреплённое реальной ономастикой.

География фамилии узкая. По данным переписей и телефонных справочников, Гермоленко концентрируются в Черниговской, Полтавской и Сумской областях Украины, а также в приграничных районах России (Брянская, Курская области). Это как раз территория бывшей Гетманщины, где фамилии на -енко стали доминирующей моделью уже к XVIII веку.

Социальный контекст прост: предки носителей фамилии — скорее всего, казаки или крестьяне, получившие фамилию по имени отца. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что косвенно подтверждает её «низовое» происхождение. Если искать однокоренные фамилии, то ближайшие — Гермоленко, Ермоленко, Ермолаев, причём Ермоленко встречается в десятки раз чаще, а Гермоленко — его локальный фонетический вариант, сохранившийся в нескольких сёлах.