Фамилия Котляренко — типичный пример того, как украинская модель образования фамилий «прирастала» к профессиональному прозвищу. В основе лежит слово «котляр» — так на юго-западе Российской империи называли мастера, который делал и чинил котлы, медную посуду, самовары. Прозвище Котляр восходит к слову «котёл» — чугунный или листовой сосуд для варки с округлым дном и небольшим раструбом кверху. Ремесло было ходовым: в каждом хозяйстве нужна была посуда для варки, а котлы часто прогорали, так что без специалиста не обходились.

Суффикс -енко — это уменьшительно-патронимический формант, который в XVI–XVII веках закрепился на территории современной Украины как основной способ обозначения потомка. Котляренко буквально означает «сын Котляра» или «маленький Котляр». Со временем прозвище Котляр, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. По той же модели образованы десятки других фамилий: Бондаренко, Шевченко, Коваленко — все они фиксируют ремесло отца или основателя рода.

Интересно, что в русских говорах слово «котляр» почти не встречалось: там мастера называли «котельщиком» или «котельником». Поэтому Котляренко — фамилия с отчетливой географической привязкой к украинским землям. Встречается она и в Белоруссии, но реже. Носители фамилии могли быть как вольными ремесленниками, работавшими в местечках и городах, так и крестьянами, у которых навык обращения с металлом передавался из поколения в поколение. Сословная принадлежность здесь не закреплена однозначно: котляры были нужны и в панских имениях, и в казацких хозяйствах, и в мещанской среде.

В написании фамилии возможны варианты: Котляренко, реже — Котляренок (под влиянием белорусской или северноукраинской традиции). Окончание -о в именительном падеже не склоняется в русском языке, что типично для украинских фамилий на -енко.