Фамилия Гравенко — характерный пример украинской модели фамилии на -енко. Этот суффикс, один из самых распространённых в украинской ономастике, изначально означал «сын» или «потомок»: Гравенко — буквально «сын Грава». Основа фамилии — прозвище Грав, которое могло иметь несколько значений.

Самая прямая версия отсылает к глаголу «грати» (играть) в его украинском звучании. Прозвище Грав могли дать человеку, который хорошо играл на музыкальном инструменте, был участником народных игр и забав, либо, в переносном смысле, — ловкому, изворотливому человеку, «игроку» в жизни. В украинских говорах слово «грав» могло также означать «шутник» или «весельчак».

Менее вероятна, но возможна связь с немецкой фамилией Graf (граф) или её вариантами. В Российской империи, особенно в Причерноморье и на юге Украины, селилось много немецких колонистов. Взаимодействие культур могло привести к тому, что украинизированная форма немецкой фамилии (например, Граф → Грав) получила типичный суффикс -енко. Однако эта версия менее убедительна: фамилий на -енко, образованных от прямых заимствований, сравнительно мало, и для её подтверждения нужны конкретные генеалогические данные.

Ещё один вариант — связь с прилагательным «гравий» или «гравийный», но вряд ли прозвище давали по камню. Скорее, это могло быть указанием на место жительства: человек, живший на гравийной почве или возле гравийного карьера.

Географически фамилия Гравенко тяготеет к центральным и южным областям Украины. Встречается она и в России, но чаще всего у потомков переселенцев с Украины. Поскольку фамилия образована от прозвища, а не от крестильного имени, она не говорит о принадлежности к какому-то конкретному сословию — её носителями могли быть и казаки, и крестьяне, и мещане.

В написании возможна путаница с фамилией Грабенко (от «граб» — дерево) или Гравцов. Но Гравенко — самостоятельная фамилия с чёткой словообразовательной структурой, указывающей на украинские корни и, скорее всего, на предка, который был известен своей игрой или весёлым нравом.