Фамилия Ильиненко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко. Если в русской традиции патроним (фамилия по отцу) чаще оформлялся суффиксами -ов/-ев или -ин, то в украинской с XVII века массово закрепился суффикс -енко, обозначавший «сын» или «потомок». Ильиненко — буквально «сын Ильи» или, точнее, «потомок Ильи».

Основа фамилии — каноническое крестильное имя Илья, которое пришло на Русь из древнееврейского через греческий язык. Имя Илья (еврейское Элияху) означает «мой Бог — Яхве». В народной среде это имя было одним из самых популярных: в честь пророка Ильи, считавшегося повелителем грома и дождя. Поэтому фамилии от Ильи встречаются повсеместно — от Ильина до Ильиных, но Ильиненко указывает на украинские или южнорусские корни рода.

По географии фамилия Ильиненко плотнее всего привязана к восточным и центральным областям Украины — Сумской, Полтавской, Черкасской, а также к югу России (Кубань, Ростовская область), куда в XVIII–XIX веках переселялись украинские крестьяне и казаки. Встречаются варианты написания с одной «н» (Илиенко) или через «я» (Ильяненко), но Ильиненко — самый частый и устоявшийся.

С точки зрения социального происхождения фамилии на -енко изначально не были дворянскими или крестьянскими в чистом виде. В казацкой среде Гетманщины они фиксировались у всех слоёв — от старшины до рядовых казаков, а позже закрепились как массовая модель для сельского населения. Поэтому предки современных Ильиненко с высокой вероятностью были либо казаками, либо крестьянами, получившими фамилию по имени деда.

Одна из особенностей этой фамилии — в том, что она не перешла в русскую форму «Ильин», а сохранила украинский суффикс. Это говорит о том, что род в какой-то момент не ассимилировался в великорусскую ономастику, а остался в рамках украинской традиции даже при смене места жительства.