Фамилия Коговаленко — один из тех случаев, когда сходство с украинской моделью на -енко обманчиво, и разбирать её нужно не с конца, а с самого начала. Суффикс -енко в украинской ономастике обычно указывает на «сына» или «потомка» человека, названного в основе (Шевченко — сын Шевца, Коваленко — сын кузнеца). Но здесь основа «Когова» не похожа на личное имя или профессию в чистом виде. Это даёт повод присмотреться к первой части.

Скорее всего, перед нами патроним, образованный от прозвища Когова или фамилии Когов. В русских говорах и украинских диалектах слово «кога» или «кого» могло означать «кочка», «бугор» или, в переносном смысле, «упрямый, коренастый человек». Встречается также версия, что это вариант фамилии Коган — еврейской фамилии, происходящей от слова «коэн» (священник), но для южнорусских и украинских земель с суффиксом -енко такое заимствование маловероятно: фамилии на -енко в среде ашкеназских евреев почти не встречались.

Более правдоподобно выглядит связь с глаголом «коготить» — в курских и орловских говорах это значит «гнуть, горбить, сгибать». Прозвище Когова могли дать сутулому человеку или тому, кто работал согнувшись — например, гончару или кузнецу. В таком случае Коговаленко — это «сын Когова», то есть потомок человека с прозвищем Когова. Фамилия редкая, её нет в массовых списках казачьих или дворянских родов, что указывает на крестьянское или мещанское происхождение, скорее всего из южных губерний Российской империи — Черниговской, Полтавской или Харьковской.

На письме фамилия устойчива: ударение, по аналогии с украинскими фамилиями на -енко, падает на предпоследний слог — Когова́ленко. Встречаются варианты написания с одной «о» (Кговаленко), но это скорее результат упрощения при записи в документах. Сравнение с однокоренными фамилиями Когов, Коганенко, Когович показывает, что основа не утратила связи с диалектной лексикой, а значит, предки носителя фамилии были людьми, чьё прозвище описывало внешность или манеру работы, а не род занятий или место жительства.