Фамилия Грабенко образована от имени или прозвища Граб. В её основе лежит название дерева — граб. У славян имена, данные по названиям растений, были распространённым явлением. Родители, называя сына Грабом, верили, что дерево-покровитель передаст ребёнку свои свойства — твёрдость, выносливость и силу. Со временем от имени Грабко (уменьшительная форма) с помощью суффикса -енко возникла фамилия Грабенко.

Украинский суффикс -енко указывает на происхождение: в буквальном смысле «маленький Граб» или «сын Граба». Такая модель словообразования была типична для Поднепровья, Левобережной и Слободской Украины в XVI–XVII веках. Позже фамилии на -енко распространились и на южнорусские земли.

В отличие от фамилий Грабов, Грабин или Грабовский, которые могли указывать на владельца грабовой рощи или жителя урочища, Грабенко прямо говорит о родстве с конкретным человеком по прозвищу. Это типичная «патронимическая» фамилия, закреплённая за потомками.