Фамилия Градиленко образована по той же продуктивной восточнославянской модели, что и Иваненко: суффикс -енко в украинской и белорусской традиции указывал на «сына» или «потомка» человека, названного в основе. Только в роли основы здесь выступает не имя, а прозвище или мирское имя Градило.

Корень «град-» в древнерусском языке означал «город», «укреплённое поселение» или «огороженное место». Соответственно, Градило — это человек, так или иначе связанный с городом: либо тот, кто пришёл из города (в отличие от сельских жителей), либо строитель или защитник укреплений. В некоторых говорах так могли прозвать горожанина, который держался особняком или имел «городские» манеры. Не исключено и более конкретное значение: «градило» — это орудие для возведения стен или частокола, то есть прозвище могло закрепиться за плотником или военным инженером.

Фамилия Градиленко — украинская по происхождению, что подтверждается не только суффиксом, но и географией бытования. Наибольшая концентрация носителей традиционно фиксируется в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков украинских переселенцев на Кубани и в других регионах России. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые преобладали в великорусских землях, патроним на -енко оставался типичным для украинской антропонимии до конца XVIII века, когда казацкая старшина начала переходить на фамилии польского образца.

Словообразовательный разбор прост: основа Градил- (от «градило») плюс суффикс -енко. Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Градиле́нко, как в большинстве подобных фамилий. Встречается вариант написания с одной «л» — Градиленко, что не меняет сути, так как в произношении удвоение часто не сохраняется.

Спорных версий происхождения немного. Можно было бы предположить связь с глаголом «градить» (строить, городить), но в таком случае основа звучала бы как «Градитель» или «Градчик». Форма на -ило типична для имён-прозвищ, обозначающих деятеля по инструменту или характерному занятию (ср. Кропило, Кадило). Поэтому версия с «человеком из города» или «строителем» — наиболее правдоподобна.

Сословная принадлежность носителей фамилии в прошлом была разной: от казаков и крестьян до мещан. В реестрах Войска Запорожского встречаются однофамильцы без указания на шляхетство, что говорит о демократичном происхождении фамилии — она не была привилегией знати. Сегодня Градиленко — нечастая, но устойчивая фамилия, которую можно встретить как в Украине, так и в русскоязычной среде, где она сохраняет память о предке, которого окрестили «городским» или «строителем».