Фамилия Комеленко — характерный пример украинской модели фамилии с суффиксом -енко. Этот суффикс, означающий «сын» или «потомок», стал основным способом образования фамилий в Поднепровской Украине с XVI века. В буквальном смысле Комеленко — это «маленький Комель» или «сын Комеля», где Комель — личное прозвище или неканоническое имя основателя рода.

Основа Комель в восточнославянской традиции многозначна. Самое прямое значение — нижняя, утолщенная часть ствола дерева, примыкающая к корню. Прозвище Комель могли дать человеку коренастому, приземистому, с крепкой фигурой — по аналогии с плотной комлевой частью дерева. В диалектах слово «комель» также означало «огрызок», «обрубок» или «колода», что усиливало пренебрежительно-ласкательный оттенок прозвища. Менее распространенная версия связывает прозвище с профессией: комлем называли часть прялки или веретена, поэтому Комелем могли прозвать мастера по изготовлению прядильных инструментов.

Поскольку фамилия сформировалась в украинской среде, её ареал изначально охватывал Полтавщину, Черниговщину, Киевщину и Слобожанщину. В XIX веке с миграцией крестьян и казаков Комеленко встречается на Кубани, Дону и в Ставрополье — регионах активного переселения малороссов.

С точки зрения социальной истории, фамилия на -енко почти всегда указывает на происхождение из казацкой или крестьянской среды. Среди казацкой старшины и шляхты преобладали фамилии на -ский/-цкий, а Комеленко — типичная фамилия рядового казака или свободного поселянина. В реестрах Запорожского войска XVII–XVIII веков встречаются однофамильцы, но установить прямую линию родства с современными носителями без генеалогического исследования невозможно.

Интересно, что в русской среде фамилия могла трансформироваться: при адаптации к местным говорам ударение смещалось (Коме́ленко вместо украинского Комеле́нко), а в документах XIX века встречается вариант написания «Комелинко» — под влиянием южнорусских говоров, где «е» и «и» в безударной позиции не различались.