Фамилия Холивенко — яркий пример украинской модели фамилеобразования, которая в XIX веке плотно вошла в общерусский обиход. Суффикс -енко — один из главных маркеров украинской ономастики. Первоначально он указывал на сына («чей?» — «Холивин сын»), а со временем закрепился как наследственная фамилия. В России такие фамилии особенно распространены на юге: в Курской, Воронежской, Ростовской областях и, конечно, на востоке Украины.

Основа фамилии — Холива. Это прозвище, которое с высокой вероятностью происходит от глагола холить. В словаре В. И. Даля «холить» — значит ухаживать, лелеять, держать в чистоте и довольстве. «Холя» — это нега, забота. Соответственно, Холивой могли прозвать человека, который любил порядок, следил за собой или скотом, либо, напротив, изнеженного барина, привыкшего к холе. В украинском языке есть и слово «холява» — так называли голенище сапога или просторный рукав; в этом случае прозвище могло быть связано с одеждой или походкой.

Менее вероятна, но не исключена связь с диалектным «холить» в значении «чистить, скрести» — тогда прозвище мог получить чистоплотный человек или работник, занимавшийся уборкой, скотник. Версия о происхождении от крестильного имени (например, от греческого Харлампий) выглядит натянутой: явной фонетической связи нет, а суффикс -енко чаще крепится к прозвищам, а не к полным каноническим именам.

В документах фамилия встречается с XVIII века, преимущественно среди казаков и крестьян Левобережной Украины. В ревизских сказках Полтавской губернии можно найти Холивенко — скорее всего, это были «хозяйственные» люди, державшие добротный двор. Со временем фамилия распространилась и в другие регионы, но её украинская основа и прозрачная внутренняя форма остались неизменными.