Фамилия Граненко образована по распространённой в украинской и южнорусской ономастике модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, изначально указывавший на «сына» или «потомка», в XVII–XIX веках стал одним из главных маркеров украинских фамилий, хотя встречается и в белорусских, и в польских землях. В основе лежит прозвище или мирское имя Гран, Грань.

Корень «гран» многозначен. Самая прямая версия — от слова «грань» (граница, рубеж). В таком случае Граненко — потомок человека, жившего на границе, либо того, кто разграничивал земли (межевщик). Вторая версия — от слова «грань» в значении «угол, ребро»: прозвище могли дать человеку с угловатыми чертами лица или характера, неуступчивому, «гранёному». Третья, менее очевидная, связь с диалектным «грань» — вид дикой гвоздики; здесь прозвище могло быть дано по растению, но это скорее редкость.

Интересно, что фамилия Граненко могла возникнуть и от украинской формы имени Григорий — через сокращение Гран (подобно тому, как от Грицко делали Гриценко). Однако эта версия менее убедительна: переход Гри- в Гра- в украинском языке нетипичен, в отличие от белорусского, где «гран» иногда фиксируется как вариант имени Григорий. Поэтому основным остаётся прозвищное происхождение от существительного «грань».

Географически фамилия тяготеет к восточным областям Украины (Сумская, Харьковская, Полтавская) и югу России, куда переселялись украинские крестьяне в XVIII–XIX веках. В реестрах казацкой старшины или шляхты Граненко не встречается: фамилия явно крестьянская, ремесленная или казачья (рядовые казаки). Сословная принадлежность — в основном свободные земледельцы или мещане.

В написании фамилии возможна вариативность: Гране́нко (с ударением на втором слоге) и изредка Гране́нко (с ударением на первом, если основа воспринималась как женское имя Граня). Но нормативное ударение в украинских фамилиях на -енко — на предпоследний слог.