Фамилия Гребенец образована по модели, характерной для украинской и южнорусской ономастики: к основе Гребен- добавлен суффикс -ец, который в славянских фамилиях часто указывает на происхождение по признаку или занятию. В данном случае основа восходит к прозвищу Гребень, широко распространённому в ремесленной среде.

Прозвище Гребень в старину не было однозначным — им называли не только предмет для расчёсывания волос. Слово «гребень» обозначало десятки вещей: деревянный снаряд для расчёсывания льна и пеньки, зубчатую острогу для ловли рыбы (особенно сёмги), железный болтик с нарезкой для упора в строганой вещи, деталь плуга — дугу у вершины грядили, а также инструмент для нарезания винтов. Соответственно, прозвище могло закрепиться за человеком разного ремесла: чесальщиком льна, рыбаком, земледельцем, пчеловодом, виноделом, цирюльником или мастером, делавшим гребни.

Важно, что суффикс -ец в фамилии Гребенец не просто уменьшительный, а скорее указывает на носителя признака: «тот, кто связан с гребнем» или «сын Гребня». Такая модель типична для фамилий, возникших в среде казачества и крестьянства на территории современной Украины и юга России. Встречается фамилия в основном в Черниговской, Полтавской и Харьковской губерниях, а также среди переселенцев на Кубань.

Менее вероятна, но допустима версия, что фамилия происходит от географического названия — села или хутора Гребенец (такие топонимы есть на Украине). Однако в большинстве случаев ономасты склоняются к прозвищному происхождению: прозвище Гребень со временем закрепилось за человеком как основное именование, а затем через суффиксацию дало фамилию Гребенец.