Фамилия Козмиренко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XIX веках стала главным показателем «сыновства» или принадлежности к роду. Суффикс -енко в украинской ономастике выполнял ту же роль, что русские -ов и -ин: буквально «маленький», «сын такого-то». Козмиренко — это «сын Козьмира».

Сложность в том, что имени «Козмир» в православных святцах нет. Это неканоническое, мирское имя или прозвище. Вероятнее всего, в основе лежит двухосновное славянское имя Козьмир, где первая часть — коз- (от «коза» или от глагольного корня «козить» — делать назло, упрямиться), а вторая — -мир (от «миръ» — спокойствие, община). Такие составные имена (Козьмир, Казимир, Владимир) были распространены у славян до крещения. Козьмир могло означать «смиряющий козней» или «мирный, как коза» — вторая трактовка менее вероятна, хотя и не исключена в прозвищной культуре.

Встречается и более простая версия: Козмиренко — патроним от имени Козьма (Кузьма) через промежуточную форму Козмир. В украинских говорах имя Козьма могло редуцироваться до Козмір, особенно в западных регионах. Тогда Козмиренко — это диалектный вариант фамилии Кузьменко, но с изменённой основой.

Фамилия распространена в центральной и восточной Украине, а также в южных областях России, куда переселялись казаки и крестьяне. В списках Войска Запорожского XVII века встречаются близкие формы — Козмир, Козмиренко. Это говорит о возможном казачьем происхождении предков: фамилии на -енко часто фиксировали у реестровых казаков.

Ударение в фамилии — на последний слог: Козмире́нко. В русском языке встречается вариант с ударением на первый слог — Ко́змиренко, но это местная адаптация. В написании путаница почти не возникает, хотя в документах XIX века можно найти вариант Козмиренков — результат обрусения суффикса в великорусских губерниях.

Таким образом, Козмиренко — украинская фамилия, образованная от редкого славянского имени или прозвища Козьмир, либо от канонического Козьма через диалектную форму. Предки носителя этой фамилии, скорее всего, жили на территории современной Украины и могли иметь отношение к казачьему сословию.