Фамилия Казимиренко — типичный пример украинской фамилии, построенной по модели «личное имя + патронимический суффикс». Её основа — мужское имя Казимир, а суффикс -енко означает «сын» или «потомок». Таким образом, Казимиренко буквально понималось как «сын Казимира». Эта модель была особенно распространена в Поднепровье и на Левобережной Украине в XVI–XVIII веках, постепенно вытесняя более ранние формы на -ович/-евич.

Имя Казимир имеет древнее славянское происхождение и составное. Первая часть восходит к слову «казить» (разрушать, портить) или к древнему «казать» (говорить, указывать). Вторая часть — «мир» (покой, вселенная). Отсюда одно из самых устойчивых толкований: «разрушитель мира» или «тот, кто рушит покой». Однако есть и альтернативная версия, по которой вторая часть имени восходит к слову «мер» (великий, знаменитый). Это меняет смысл на «великий в повелении» или «знаменитый указанием». Обе версии имеют право на существование, хотя первая (с «миром») считается более традиционной в славянской ономастике.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые фиксировали принадлежность к отцу в русской традиции, -енко указывало на прямую родственную связь по мужской линии, но без закреплённого сословного статуса. Казимиренко могли быть потомками человека по имени Казимир, который, скорее всего, жил на территории современных центральной или восточной Украины. Само имя Казимир было популярно в Речи Посполитой и среди православной шляхты, но на украинских землях оно встречалось и у казаков, и у мещан.

География фамилии сегодня охватывает преимущественно Черкасскую, Полтавскую, Киевскую и Днепропетровскую области — регионы, где суффикс -енко даёт почти 60% всех фамилий. В России фамилия встречается реже, чаще всего как результат миграции украинцев в XVIII–XIX веках.