Фамилия Гильенко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, самой распространённой на Левобережной Украине. Суффикс -енко в XVI–XVIII веках означал «маленький», «сын» или «ученик» (сравните с польским -енко и сербским -ич). Изначально такие фамилии были патронимическими: Гильенко — это «сын Гиля» или «потомок Гиля».

Основа фамилии — имя или прозвище Гиль. Здесь возможны два основных пути. Первый: Гиль — это народная, сокращённая форма крестильного имени Гилярий (от латинского Hilarius — «весёлый») или, реже, Егидий (в латинской традиции Aegidius). В украинской и белорусской среде такие усечения были нормой: Захар — Захарко — Захарченко, Григорий — Гриць — Гриценко. Второй путь: прозвище Гиль могло произойти от диалектного украинского слова «гиль» — «снегирь» (в некоторых говорах) или от глагола «гилити» — «клонить, нагибать». В таком случае прозвище дали либо за внешнее сходство с красногрудой птицей, либо за характерную манеру держаться (сутулость, привычка наклоняться).

Географически фамилия Гильенко плотно привязана к центральным и восточным областям Украины: Полтавщина, Черниговщина, Сумщина, а также Харьковщина. В дореволюционных переписях эта фамилия почти не встречается западнее Днепра, что подтверждает её происхождение именно в казацкой среде Левобережья. Сословно носители фамилии в XIX веке были преимущественно крестьянами и казаками, реже — мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Интересная деталь: фамилия Гильенко стоит в ряду однокоренных, но менее распространённых вариантов — Гильченко, Гильченков, Гиль. Все они восходят к одной основе, но разные суффиксы указывают на разную региональную «моду»: -енко — украинский стандарт, -ченко — результат ассимиляции корня (Гиль + ченко, где «ч» возникло из «ль»), а -ов — уже великорусская адаптация фамилии при миграции на север. Таким образом, Гильенко — не случайное сочетание звуков, а чёткий маркер украинского происхождения и конкретной историко-географической среды.