Фамилия Лиммаренко — редкий случай, когда географическое происхождение почти наверняка перевешивает все другие версии. Её основа, «Лиммар», с высокой вероятностью восходит к финскому или карельскому имени Лемми (Lemmi), которое в свою очередь является производным от имени Леммингяйнен — героя карело-финского эпоса «Калевала». В русской записи финское «е» нередко переходило в «и», а двойное «м» могло появиться под влиянием местного произношения или просто как графическая особенность при записи фамилии в паспортных книгах.

Украинский суффикс «-енко» (уменьшительно-патронимический, означающий «сын» или «потомок») указывает, что фамилия сложилась уже на территории современной Украины или юга России, куда переселились носители финно-угорского прозвища. Это типичная модель для фамилий, возникших в среде запорожских казаков и крестьян: брали основу — прозвище отца, прибавляли «-енко» и получали родовое имя. Таким образом, первый носитель фамилии Лиммаренко был, вероятно, сыном человека по прозвищу Лиммарь (или Лиммар), которое местные жители дали переселенцу с севера за его необычное имя или говор.

Версия о связи с немецкой фамилией Лиммер (Limmer) или латинским «limen» (порог) выглядит натянутой: суффикс «-енко» практически не сочетается с западноевропейскими основами в массовом порядке, а для латинского корня нет исторических предпосылок в среде украинского крестьянства. Гораздо правдоподобнее, что фамилия закрепилась в тех регионах, где в XIX веке проходили волны переселения государственных крестьян с севера на южные земли — например, в Херсонской или Екатеринославской губерниях. Двойное «м» в написании — не ошибка, а маркер, отличающий эту фамилию от более распространённых Лимаренко (от слова «лиман» — залив) и позволяющий предположить именно финно-угорский след предка.