Фамилия Ильяненко — яркий пример украинской модели образования фамилий с суффиксом -енко. Этот суффикс, один из самых распространённых в украинской ономастике, изначально имел значение «маленький», «сын» или «ученик». Таким образом, Ильяненко буквально означает «маленький Илья» или, чаще, «сын Ильи».

Основа фамилии — каноническое крестильное имя Илья, которое пришло на Русь из древнееврейского языка. В переводе имя Элияху означает «мой Бог — Яхве» (или «Бог мой — Господь»). Илья — один из самых почитаемых библейских пророков в православной традиции, поэтому имя было широко распространено среди всех сословий. От него образовано множество вариаций: Ильин (русская модель), Ильиных, Ильюшин, а также украинские Ильенко, Ильяшенко и Ильяненко.

Форма Ильяненко отличается от более частотной «Ильенко» дополнительным элементом -ян-. Это могло возникнуть из-за особенностей местного говора (например, аканья или произношения имени как «Ильян»), либо как патроним от производной формы имени — Ильяна. В украинской традиции суффикс -ан иногда придавал имени ласкательный или обиходный оттенок.

Сословная принадлежность первых носителей фамилии, скорее всего, была крестьянской или казацкой. Фамилии на -енко в XVII–XVIII веках массово фиксировались в реестрах Войска Запорожского и переписных книгах Левобережной Украины (территории современных Черниговской, Полтавской, Сумской областей). Именно там стоит искать корни Ильяненко.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые закрепили за дворянством и купечеством, «енко» долго оставались маркером непривилегированного, но свободного населения. Встречаются также варианты написания с одной «н» — Ильяненко, что не меняет этимологии, но может указывать на ошибку при записи в метрических книгах или на более позднее упрощение.