Фамилия Горошенко образована по одной из самых распространённых в восточнославянском ономастиконе моделей: к основе, в данном случае прозвищу или мирскому имени Горох, добавился украинский суффикс -енко. Этот суффикс в XV–XVII веках указывал на потомка, сына или ученика того, кто назван в корне. То есть исходно Горошенко — «сын Гороха» или «потомок человека по прозвищу Горох».

Что стояло за этим прозвищем — вопрос, на который у исследователей есть два ответа. Первый, более вероятный, связан с дохристианской традицией давать детям «растительные» имена. Мирское имя Горох давали не от бедности фантазии, а по глубокой народной логике: считалось, что, назвав младенца в честь растения, родители включают его в природный круговорот, и к ребёнку переходят свойства этого растения. Горох в крестьянской культуре — символ плодородия и деторождения, поэтому такое имя могло быть своего рода оберегом, пожеланием многодетности и здоровья.

Вторая версия — профессиональная. Прозвище Горох мог закрепиться за огородником, торговцем бобовыми или человеком, чьё поле славилось урожаем гороха. Эта гипотеза слабее: для ремесленных прозвищ чаще использовали суффиксы -арь, -ник, -ей (Горошник, Гороховей), а Горох — более архаичная, личная форма.

Географически фамилия Горошенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черниговщине, где суффикс -енко — главный маркер фамилии. В России она встречается реже, часто как след переселения украинских крестьян в XVII–XIX веках. В написании возможна вариация с одной «с» (Горошенко) — это орфографическая, а не смысловая разница.

Родственные фамилии — Горохов, Горошко, Горохан, Горошеня — построены на той же основе, но с разными суффиксами, что указывает на разные регионы и эпохи возникновения.