Фамилия Леоененко — редкий случай, когда написание почти полностью скрывает корень. На первый взгляд она похожа на украинские фамилии с суффиксом -енко, но основа «Леоен-» ставит в тупик: ни имени, ни прозвища с таким звучанием в славянских языках нет. Разгадка лежит в искажении исходной формы, которое могло произойти при записи фамилии в документах.

Вероятнее всего, Леоененко — это фонетический вариант фамилии Левоненко или Леоненко. В украинском языке имя Левон (народная форма от Леонтий) дало фамилию Левоненко, а имя Леон (от греческого «лев») — Леоненко. При беглом произношении или небрежном написании буква «в» или «н» могла выпасть, превратив Леоненко в Леоененко. Подтверждает эту версию и то, что фамилии на -енко типичны для центральной и левобережной Украины, где имя Леонтий было распространено среди крестьян и казаков.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с греческим именем Лео (Λέων), которое в русской традиции передавалось как Лев. В этом случае фамилия могла возникнуть в среде греческих переселенцев, осевших на юге Украины в XVIII–XIX веках. Однако суффикс -енко, характерный именно для украинской модели «имя отца + -енко», делает эту гипотезу слабой: греки чаще образовывали фамилии через -иди, -пулос или -ов.

Таким образом, человек с фамилией Леоененко, скорее всего, имеет предка по имени Леонтий (Левон) или Леон. Суффикс -енко указывает на то, что фамилия закрепилась в среде свободных крестьян или казаков, где отчество в форме «чей сын?» перешло в наследственное прозвище рода. Само написание с двойной «е» в середине — скорее всего, ошибка писаря, которая со временем стала официальной, и теперь это главная отличительная черта фамилии.