Фамилия Карнеенко — характерный пример украинской модели фамилии на -енко, распространённой в основном на Левобережной Украине и в южнорусских регионах. Суффикс -енко в украинской ономастике выполняет роль уменьшительности или указания на родство: буквально «маленький» или «сын» того, кто назван в основе. В данном случае основа — Карней, разговорная форма имени Корней.

Имя Корней (церковное Корнилий) происходит от латинского «cornu» — рог. В христианской традиции это имя связано с сотником Корнилием, одним из первых язычников, принявших крещение от апостола Петра. В народной украинской среде имя Корней часто сокращали до Карней или Корнейко, отсюда и фамилия Карнеенко — «сын Карнея». Ударение в фамилии обычно падает на последний слог, что типично для украинских фамилий на -енко.

Есть и другая, менее вероятная версия: основа могла быть связана с прозвищем Карней от диалектного «карня» — пень, коряга, или от глагола «карнать» — обрезать, укорачивать. Но в ономастических словарях (например, в работах Ю.К. Редько) фамилии типа Карнеенко, Карниенко, Корнеенко последовательно выводятся от имени Корней, а не от прозвища. Прозвищная версия правдоподобна только в том случае, если семья из регионов, где «карнать» было обиходным словом (южнорусские говоры), но для Украины имяобразование — основной путь.

Географически фамилия Карнеенко встречается в основном в Черниговской, Полтавской, Сумской областях, а также в Краснодарском крае — результат переселений украинских крестьян в XIX веке. Сословно носители фамилии были преимущественно крестьянами или казаками; в ревизских сказках XVIII–XIX веков Карнеенко встречаются среди государственных крестьян и казачьих старшин.

Интересная деталь: в русских метрических книгах фамилию могли записывать с двойным «н» — Карнеенко, а иногда и через «а» — Карнаенко, что отражает акающее произношение. Сравните с однокоренными: Корнеенко, Корниенко, Карниенко — все они восходят к тому же имени, но различаются региональными фонетическими особенностями. Фамилия Карнеенко, таким образом, — это не ошибка, а живой след украинского произношения имени Корней.