Фамилия Гулионенко — редкий пример украинской фамилии, образованной от имени или прозвища с неочевидной основой. Её суффикс -енко (в украинском — -енко) указывает на типичную для центральной и левобережной Украины модель: так называли сына или потомка человека. В основе фамилии лежит прозвище Гулий или Гуля (через украинский суффикс -он, который вносит оттенок уменьшительности или принадлежности: «Гулион» — сын или человек, связанный с Гулей). Таким образом, Гулионенко буквально означает «внук Гули» или «потомок того, кого звали Гулион».

Корень «гул-» в украинских и южнорусских говорах многозначен. Самая вероятная версия — связь со словом «гуляти» (гулять). В таком случае прозвище Гуля могли дать человеку весёлому, любителю праздников и прогулок. Однако в диалектах есть и другое значение: «гуля» — это голубь (от подзывания птиц «гуль-гуль»). Прозвище Гуля могло быть ласковым, как уменьшительное от имени Гурий (каноническое имя) или просто как прозвище за мягкий, незлобивый характер. Менее вероятна, но возможна связь с украинским «гулька» — шишка или нарост, что могло указывать на физическую особенность.

География фамилии узкая. Гулионенко — не массовая фамилия, она встречается в основном в Полтавской, Черкасской и Сумской областях, реже — на юге России. Это типичная фамилия крестьянского и казачьего сословия: в XIX веке носители такой фамилии были, скорее всего, свободными земледельцами или казаками, а не дворянами. Ударение в фамилии, по правилам украинской ономастики, падает на последний слог: Гулионéнко.

Интересно, что фамилия Гулионенко стоит в ряду однокоренных, но более редких: Гуленко, Гуляенко, Гулиевский. Все они восходят к тому же корню, но суффикс -он- в Гулионенко — редкий и указывает на конкретную ветвь рода: возможно, предка звали не просто Гуля, а Гулион (форма, характерная для полтавских говоров, где такие образования встречаются у фамилий на -он: Шевчонко, Ковалёнко). Так что фамилия не просто говорит о происхождении от гуляки или голубятника, но и хранит память о конкретном человеке с этим уменьшительным именем.