Фамилия Кочубеенко образована по типичной для украинской и южнорусской ономастики модели: основа плюс суффикс -енко. Этот суффикс в XVI–XVIII веках был главным маркером «сыновства» или принадлежности к роду на Левобережной и Слободской Украине. Кочубеенко — буквально «потомок Кочубея» или «сын Кочубея».

Основа фамилии — прозвище Кочубей. Его происхождение спорно, и это как раз тот случай, когда стоит разобрать версии, а не гадать. Самая распространённая и лингвистически обоснованная связывает прозвище с тюркскими языками. В крымскотатарском и ногайском «кёчюбей» (или «кочубей») — это «кочевой бей», «предводитель кочевья». Слово составное: «кёч» (кочёвка, переезд) и «бей» (господин, князь). Такое прозвище могли дать человеку, который пришёл из степных народов, или тому, кто вёл подвижный, «кочевой» образ жизни — например, чумаку (возчику соли) или торговцу.

Вторая версия — славянская, но менее убедительная. Некоторые исследователи выводят Кочубей от украинского «кочубати» (сгибать, горбить) или «кочуб» (сутулый, сгорбленный). Однако фонетика и исторический контекст говорят в пользу тюркского корня: фамилия Кочубей (и её производные) известна с XVI века на территории Дикого Поля, где контакты славян с тюрками были постоянными.

Самая известная историческая фигура с этой основой — генеральный писарь Войска Запорожского Василий Кочубей (казнён Мазепой в 1708 году). Его род дал множество ответвлений, в том числе дворянские фамилии Кочубеи (с ударением на последний слог). Однако фамилия Кочубеенко — не дворянская, а народная, патронимическая. Она указывает не на знатное происхождение от «того самого» Кочубея, а на то, что конкретного предка в крестьянской или казацкой среде звали Кочубей (по прозвищу), а его детей и внуков уже записывали как Кочубеенко.

Географически фамилия тяготеет к Полтавской, Черниговской и Сумской областям Украины, а также к приграничным районам России (Курская, Белгородская, Воронежская области). Встречается реже, чем просто Кочубей, и почти не зафиксирована за пределами исторического ареала казачества. В написании возможны варианты с одной «о» (Кочубеенко) — это орфографическая норма, а не ошибка.