Фамилия Гресенко — украинская по своей модели: суффикс -енко в XVI–XVIII веках был самым распространённым способом назвать сына по отцу в Поднепровье и Слобожанщине. Он заменял русское -ов/-ев или -ин и буквально значил «маленький», «сын такого-то». Значит, Гресенко — это «сын Греся» или «потомок человека по прозвищу Гресь».

Корень здесь — Гресь. Это не полное крестильное имя, а сокращённая или народная форма. Скорее всего, она восходит к имени Григорий (от греческого «бодрствующий»): в украинской традиции Гриць, Гришко, Гресь — естественные варианты. Вторая версия — прозвище от слова «грести» (работать вёслами, сгребать сено). Но она менее вероятна: отглагольные прозвища редко давали в уменьшительной форме на -сь. Третья, совсем слабая гипотеза — связь с «грек»: могли назвать Гресь потомка грека, но для этого обычно брали корень Греч- (Гречко, Гречаный).

Географически фамилия Гресенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Харьковщине. В реестрах казацкой старшины она не встречается, что указывает на крестьянское или мещанское происхождение рода. В XIX веке носители фамилии записаны в основном как государственные крестьяне и казаки.

Редкость фамилии в том, что она сохранила архаичный вариант сокращения имени Григорий именно через «е» (Гресь), а не через «и» (Грись). В современных украинских фамилиях чаще встречаются Гриценко, Грищенко — Гресенко стоит особняком как более старая или диалектная форма. Однокоренные фамилии — Гресь, Гресев, Гресиков — тоже редки и обычно указывают на одну локальную ветвь.