Фамилия Кирьяненко образована по типичной восточнославянской модели: к основе мужского имени Кирьян добавили украинский суффикс -енко. Такие фамилии, по наблюдению лингвиста Б. Унбегауна, в XVI–XVII веках массово закреплялись за казаками и крестьянами на землях современной Центральной и Восточной Украины. Буквально Кирьяненко значило «сын Кирьяна», а со временем превратилось в наследственное родовое имя.

Само имя Кирьян (в церковной форме Кириан) восходит к греческому слову «кюриос» — господин, владыка. В святцах известен мученик Кириан, пострадавший за веру в III веке вместе со святым Валентином. На Руси имя прижилось в народных вариантах — Кирьян, Киря, Кирюха. Именно от разговорной формы Кирьян и пошла фамилия.

Суффикс -енко в украинской ономастике — один из самых продуктивных. Изначально он указывал на отчество или принадлежность к роду отца: Петренко — сын Петра, Кирьяненко — сын Кирьяна. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, эти формы не застывали в притяжательном падеже, а сразу становились фамилиями, передаваясь детям без изменений.

Географически фамилия Кирьяненко чаще всего встречается в Полтавской, Черкасской и Киевской областях, а также среди потомков украинских переселенцев на Кубани и Дальнем Востоке. В России, особенно в южных регионах, могла фиксироваться в формах Кирьянов и Кирьянкин, но именно вариант с -енко сохранил исходную украинскую словообразовательную модель.

Редкость фамилии в том, что имя Кирьян сегодня почти не дают новорождённым, поэтому Кирьяненко — один из живых следов старинного именослова, ушедшего из активного употребления.