Фамилия Карабенко — типичный пример украинской фамилии, образованной по самой распространённой в этой среде модели: от прозвища или имени с помощью суффикса -енко. В украинской ономастике суффикс -енко исторически означал «сын» или «потомок» (малороссийское «малый»), то есть Карабенко — буквально «сын Караба». Именно этот суффикс и даёт ключ к географии фамилии: её корни почти наверняка лежат на Левобережной или Слободской Украине, где фамилии на -енко особенно массово закрепились в XVII–XVIII веках.

Основа «Караб-» вызывает несколько версий, и самая правдоподобная связана с тюркским словом «караба» — так в южнорусских и украинских говорах называли черноморского дельфина (афалину). Прозвище Караб мог получить человек, чем-то напоминавший дельфина: возможно, хороший пловец, рыбак или смуглый, «чёрный» лицом. В словаре украинских прозвищ встречается и форма «Караб» как вариант «Карабаш» («черноголовый»), что тоже указывает на тюркские заимствования.

Менее вероятная, но не исключённая версия — от украинского диалектного «карабити» (карабкаться, лезть вверх). В таком случае Карабом могли прозвать непоседливого, цепкого человека. Однако эта гипотеза слабее: глагол редок, и прозвищная модель от него не характерна для украинской антропонимии.

Сословно фамилия Карабенко не даёт прямых указаний на дворянство или казацкую старшину. Скорее всего, её первые носители были из числа свободных казаков или посполитых крестьян. На это указывает и сам суффикс -енко, который в XVIII веке активно вытеснял более архаичные -ович/-евич в среде простого люда, тогда как шляхта часто сохраняла польские формы на -ский.

В современных метрических записях фамилия встречается преимущественно в Полтавской, Черкасской и Кировоградской областях, что подтверждает её центральноукраинское происхождение. За пределами Украины Карабенко — одна из тех фамилий, которые однозначно опознаются как украинские, в отличие, скажем, от патронимов на -ов или -ин.