Фамилия Колдыбенко — украинская по модели образования, что сразу видно по суффиксу -енко. В украинской ономастике этот суффикс (аналог русского -ович/-евич) указывал на происхождение: «сын такого-то» или «потомок такого-то». В данном случае основа — личное прозвище Колдыб (или Колдыба), а Колдыбенко — «сын Колдыба».

Прозвище Колдыба звучит необычно, и его происхождение вызывает споры. Наиболее вероятная версия связывает его с диалектным глаголом «колдыбать» — хромать, ковылять, ходить с трудом, переваливаясь. В украинских и южнорусских говорах это слово фиксируется именно в таком значении. Тогда Колдыбой в прошлом называли человека с хромотой или характерной неуклюжей походкой. Версия проще и правдоподобнее: прозвище могли дать тому, кто «колдыбал» — шёл, прихрамывая.

Менее убедительна гипотеза о связи с тюркскими корнями (например, «колды» — «остался» или «пришёл»), но она спекулятивна: для украинских фамилий такое заимствование без дополнительных следов тюркского влияния в регионе маловероятно. Скорее всего, перед нами чисто славянское прозвище по физической особенности.

Фамилия редкая, географически тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Черкасской, Полтавской, Киевской. В России встречается единично, чаще у потомков переселенцев с Украины. Сословное происхождение не определяется однозначно: носители могли быть и крестьянами, и казаками, и мещанами — суффикс -енко в XVII–XIX веках был распространён во всех слоях украинского общества, от казацкой старшины до селян.

Таким образом, фамилия Колдыбенко — это «хромой сын» или «потомок хромого», образованная от прозвища по заметной примете. В ней нет ни благородных корней, ни тайного смысла — только живая речь предков, которые цепко подмечали особенности человека и передавали их в фамилии.