Фамилия Хмуренко образована по модели, типичной для украинских и южнорусских фамилий, и ведет начало от прозвища Хмура. Основой послужило прилагательное «хмурый» — «насупившийся, угрюмый, мрачный, суровый». Суффикс -енко, изначально указывавший на отчество или принадлежность («сын такого-то»), закрепился в этом регионе как семейный знак, так что Хмуренко буквально означает «сын Хмуры».

Прозвище Хмура могло появиться разными путями. Самое прямое объяснение — внешний облик или характер: так могли назвать угрюмого, неразговорчивого человека, который редко улыбался. Но не исключено, что Хмурой называли ребенка, рожденного в пасмурный день, — такая практика привязки имени к погоде встречалась в народной традиции.

Есть и третья версия, связанная с древними верованиями. Прозвище Хмура могло выполнять «охранительную» функцию и использоваться как оберег. Надеясь, что сын вырастет веселым и жизнерадостным, родители нарочно давали ему «плохое» имя — чтобы злые духи не позарились на хорошего ребенка. По этой логике, назвав мальчика Хмурой, семья как бы прятала его от сглаза.

Слово «хмура» в диалектах имело и дополнительные оттенки. В некоторых говорах так могли сказать о пасмурной погоде, о нависшей туче, а в переносном смысле — о человеке, который ходит с насупленным видом. В любом случае прозвище было говорящим: оно сразу обрисовывало либо характер, либо обстоятельства появления человека на свет.

Позже прозвище Хмура, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. Фамилия Хмуренко встречается преимущественно в украинской среде, что согласуется с ареалом распространения фамилий на -енко, который охватывает Левобережную Украину и прилегающие территории.

В русской ономастике однокоренные фамилии — Хмуров, Хмурин, Хмурый — тоже существуют, но модель образования там иная: с суффиксами -ов и -ин, характерными для великорусских фамилий. Хмуренко стоит в этом ряду особняком, и именно суффикс подсказывает, что фамилия сложилась не в северных княжествах, а в украинских землях, где подобные прозвища охотно превращались в родовые имена.