Фамилия Горейко образована по распространённой в украинских, белорусских и южнорусских землях модели с суффиксом -ейко (уменьшительно-ласкательный или прозвищный). Такие фамилии часто фиксировали индивидуальную черту человека, данную ему окружающими.

В основе лежит слово «горе». Так могли прозвать человека, с которым постоянно случались беды или который отличался мрачным, печальным нравом, всё принимал близко к сердцу. Несмотря на негативный оттенок, прозвища с корнем «гор-» в старину давали не только в укор — иногда как оберег, чтобы злая судьба обходила такого человека стороной.

Есть и вторая, бытовая версия: связь с глаголом «гореть». В этом случае Горейко — человек, чьё имущество сгорело при пожаре. В крестьянской среде, где дом и хозяйство значили всё, такое событие становилось главной характеристикой семьи, и прозвище закреплялось на поколения.

Суффикс -ейко характерен для фамилий, возникших на территории современной Беларуси, Украины и западных областей России (Смоленщина, Брянщина). В польской традиции этот суффикс мог передаваться как -ejko, что указывает на возможные контакты с польской ономастикой. Таким образом, носители фамилии Горейко — скорее всего, потомки выходцев из западнорусских или малороссийских земель, где подобная модель была особенно продуктивной.