Фамилия Косьяненко — это не самостоятельное образование, а фонетический вариант более распространённой фамилии Касьяненко. Такая замена «а» на «о» в первом слоге произошла под влиянием «окающих» говоров, которые свойственны, например, северным и некоторым центральным русским областям. Это сразу подсказывает, где могли жить предки человека с такой фамилией: скорее всего, не на юге России или Украине, а в регионах, где «окают».

В основе обеих фамилий лежит мужское имя Касьян — просторечная форма канонического церковного имени Кассиан. Латинское имя Cassianus означает «принадлежащий Кассию». Римское родовое имя Cassius, в свою очередь, связывают со словом cassus — «шлем» или «каска». Так что, если проследить цепочку до конца, фамилия Косьяненко восходит к военной амуниции древних римлян.

На Руси имя Касьян было широко известно, во многом благодаря святому Кассиану Римлянину (день памяти — 29 февраля). Он прославился как устроитель монастырей и автор сочинений о духовном подвижничестве. Однако в народной традиции образ святого часто приобретал мрачные черты: Касьянов день (29 февраля в високосный год) считался несчастливым, а сам Касьян — «завистливым» и «недоброжелательным». Это могло повлиять на то, что имя не было самым популярным, но тем не менее оставило заметный след в фамилиях.

Суффикс «-енко» — типичный украинский или южнорусский патронимический суффикс, означающий «сын», «потомок» (аналогично русскому «-ович» или белорусскому «-ич»). Поэтому Косьяненко буквально понималось как «сын Касьяна» (или Косьяна, в местном произношении). Эта модель образования фамилий была особенно распространена в XVII–XVIII веках в среде казачества и крестьянства Левобережной Украины, что указывает на возможные корни рода.

Встречается и вторая, менее правдоподобная версия. Согласно ей, фамилия происходит не от имени, а от прозвища Косьян. В этом случае прозвище могло указывать на род занятий: предок был косарем, то есть косил траву или хлеба. Однако версия с именем Касьян/Кассиан выглядит убедительнее: на Руси фамилии от крестильных имён давали гораздо чаще, чем от прозвищ по профессии, а фонетический переход Касьян → Косьян хорошо объясняется местными говорами.