Фамилия Горленко — типичный пример украинской фамилии, образованной с помощью уменьшительно-ласкательного суффикса -енко. В украинской ономастике этот суффикс указывал на потомка, «сына» или «маленького» носителя исходного прозвища. То есть Горленко — это буквально «сын Горла» или «маленький Горло».

Основа фамилии — прозвище Горло. В «Ономастиконе» академика С.Б. Веселовского зафиксированы ранние примеры бытования этого прозвища: князь Третьяк Иванович Горло Вяземский и Андрей Горлов, великокняжеский охотник (1533 год). Прозвище носило иронический характер. Чаще всего Горлом называли человека с громким, зычным голосом или того, кто привык добиваться своего криком и скандалами. Реже так могли прозвать и спокойного человека, но обладающего необычно сильным голосом.

Интересно, что в официальных документах прозвище Горло со временем полностью вытеснило наследственное имя, а фамилия Горленко закрепилась в украинской среде, в первую очередь на Левобережье и в Слобожанщине. Среди известных носителей — Василий Петрович Горленко (1853–1907), украинский критик и искусствовед, который коллекционировал старинные вещи и много занимался изучением народных дум и украинской живописи.