Фамилия Гриленко — яркий пример украинской модели фамилии на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала главным маркером «казацкого» происхождения. Суффикс -енко означал «маленький», «сын» или «ученик», поэтому носитель такой фамилии — буквально «сын Грилы». Здесь и кроется главная загадка: что это за имя или прозвище Грила?

Самая вероятная версия — что Грила это производная форма от крестильного имени Григорий (греч. «бодрствующий»). В украинской народной традиции имя Григорий давало целый веер уменьшительных вариантов: Гриць, Гришко, Гринь, Гриша, а также Грила. Чередование «г» и «х» (Грила — Хрила) тоже встречается в говорах, что подтверждает связь с Григорием. Таким образом, Гриленко — это «внук или сын Грилы», то есть потомок человека, которого в быту звали уменьшительно от Григория.

Менее распространённая, но не исключённая версия — что Грила могло быть прозвищем. В южнорусских и украинских говорах слово «грила» или «гриль» иногда связывают с глаголом «греть» или «гореть», но устойчивого прозвищного значения у него нет. Если прозвище и было, то, скорее всего, относилось к человеку с горячим, вспыльчивым нравом или, напротив, к тому, кто работал у печи — пекарю или кузнецу. Однако лингвистически версия с именем Григорий выглядит убедительнее: она объясняет и суффикс, и широкую распространённость подобных форм.

Географически фамилия Гриленко — типичный юго-восток Украины. По данным переписей XIX и начала XX века, наибольшая концентрация носителей приходилась на Полтавскую, Харьковскую и Екатеринославскую губернии, а также на Кубань и Дон, куда фамилия попала с переселенцами. Это говорит о том, что предки Гриленко были, скорее всего, казаками или крестьянами из левобережной Украины.

В русском контексте фамилия могла записываться как Гриленко (без изменений) или, реже, русифицироваться в Гриленков, но украинская форма -енко сохранилась в большинстве случаев. Встречается и вариант Гриленко с ударением на первый слог, хотя в украинском языке ударение обычно падает на «е» (Гриле́нко).