Фамилия Кодолбенко украинского происхождения, образована по распространённой модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках на территории современной Украины означал «сын» или «потомок». То есть Кодолбенко — это буквально «сын Кодолбы». Основа фамилии — прозвище Кодолба.

Версий происхождения самого прозвища две. Первая связывает его с нарицательным «кодола». В разных русских говорах это слово означало разные вещи, но все они так или иначе относятся к верёвкам, цепям и тяжам. В олонецких говорах кодолой называли жердь или веревку у колодца, в вологодских — толстый канат для перетаскивания копен сена, в южных диалектах — веревку для тяги невода. Кроме того, «кодола» — это ещё и «вериги, железные путы, цепи». Поэтому прозвище Кодолба мог получить либо мастер, который изготавливал такие верёвки или цепи, либо рыбак, работавший с неводом. Вторая версия предполагает, что Кодолба — это искажённое «колдоба», то есть «котловина, крутая ямина с водою». В этом случае прозвище давали по месту жительства: человек, живший у оврага, ямы или неровной дороги, получал такое прозвище.

Фамилия Кодолбенко — не самая распространённая, её можно встретить преимущественно в восточных областях Украины и в прилегающих регионах России. Суффикс -енко чётко указывает на украинскую среду возникновения, тогда как основа прозвища имеет параллели в северных и южных русских говорах, что говорит о сложных миграционных процессах среди крестьянского населения. Со временем прозвище Кодолба закрепилось за родом, и потомки стали писаться Кодолбенко.