Фамилия Голобенко — яркий пример украинской модели фамилий, образованных с помощью патронимического суффикса -енко. Этот суффикс, один из самых распространённых в украинской ономастике, изначально означал «сын» или «потомок»: Голобенко — буквально «сын Голоба». В основе фамилии лежит прозвище Голоб — причём не в современном значении «голый», а в старом, диалектном. В украинских говорах «голоб» могло означать «бедняк», «голыш» (человек без имущества), либо указывать на внешний признак — лысого или бритоусого мужчину.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Киевщине, где суффикс -енко исторически доминировал. В российских переписях Голобенко встречается реже, обычно как след переселения украинских крестьян в XIX веке на Кубань или в Сибирь. Интересно, что в польских и белорусских метриках эта фамилия почти не фиксируется — её ареал почти целиком совпадает с территорией казацкой Гетманщины.

Словообразовательная цепочка проста: прозвище Голоб (от «голий» с переходом «и» в «о» под влиянием аканья или народной этимологии) + суффикс -енко. Встречаются однокоренные фамилии Голоб, Голобов, Голобцев, но Голобенко — самая массовая из них. Версия о связи с польским «gołąb» (голубь) маловероятна: в таком случае фамилия писалась бы через «у» — Голубенко, а это совсем другая, очень распространённая фамилия.

Сословная принадлежность предков-Голобенко — почти поголовно крестьянство и казачество. В реестрах Запорожской Сечи XVII–XVIII веков прозвища на -енко нередко носили рядовые казаки, не имевшие собственного герба. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В советское время фамилия не меняла форму, хотя в паспортных столах иногда ошибочно записывали как «Голобинко» или «Галабенко».