Фамилия Ковыаленко — редкий пример того, как ошибка в написании или диалектное произношение закрепляются в официальном документе. В русском и украинском ономастиконе эта фамилия отсутствует в классических словарях (Унбегаун, Никонов, Веселовский), и её нетрудно спутать с распространённой фамилией Коваленко. Разница всего в одной букве: «ы» вместо «а» в корне.

Словообразовательная модель здесь типично украинская: суффикс -енко (уменьшительно-патронимический, указывающий на потомка по отцу) присоединён к основе. Если бы фамилия была Коваленко, корень шёл бы от слова «коваль» (кузнец), и значение было бы прозрачным: «сын кузнеца». Но написание «Ковыаленко» заставляет искать другое объяснение. Вероятнее всего, это не самостоятельная основа, а искажение. В украинских говорах, особенно в северных и восточных регионах, звук [а] в безударной позиции мог редуцироваться или переходить в [ы] под влиянием аканья или местных диалектных привычек. При записи фамилии в метрической книге или советском паспорте писарь мог зафиксировать произношение как «Ковыаленко», и эта форма закрепилась в документах.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с прозвищем «Ковыла» или «Ковыль». В южнорусских и украинских степях ковыль — распространённое растение. Прозвище могли дать человеку с характерной походкой (ковыляющий) или же тому, кто жил в ковыльной степи. В таком случае Ковыаленко означало бы «потомок Ковылы». Однако эта гипотеза слабее: суффикс -енко в украинской традиции почти всегда прикрепляется к личным именам или названиям профессий, а не к ботаническим терминам.

Географически фамилия Ковыаленко встречается точечно, в основном в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков переселенцев на Кубани и в Поволжье. Носители такой фамилии, скорее всего, вели происхождение от кузнецов (через искажённый вариант Коваленко), но из-за ошибки письма получили уникальный родовой знак. В отличие от массовых Коваленко, эта фамилия — маркер конкретной семьи, где когда-то недосмотрели при записи или сознательно сохранили диалектное произношение.