Фамилия Лишенко образована по украинской модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках закрепился в Поднепровье и Слобожанщине как главный патронимический показатель. Первоначально такие фамилии означали «сын такого-то» или «маленький, младший», но со временем стали наследственными. Основа здесь — Лиш (или Лиша), усечённая форма крестильного имени. Чаще всего это Елисей (древнееврейское Элиша — «Бог — спасение») или, реже, Евтихий (греческое «счастливый, удачливый»). В народном произношении начальный гласный отпадал, и имя сокращалось до Лиш. Такое усечение — обычное явление в украинской и южнорусской антропонимии: от Елисея получали не только Лишенко, но и Лишко, Лишевский.

Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с прозвищем Лишний. В диалектах «лишний» могло означать «лишний человек», «бобыль», «одинокий», а также «свободный от тягла» (крестьянин, не приписанный к общине). Прозвище Лишний встречается в документах XVII века, и от него логично образуется Лишенко — «потомок Лишнего». Однако на практике основа Лиш- в фамилиях на -енко почти всегда восходит к имени, а не к прилагательному: в украинской традиции прозвища с абстрактным значением реже давали патронимический суффиксальный ряд.

Географически фамилия Лишенко распространена в центральных и восточных областях Украины — Полтавщина, Черкащина, Сумщина, а также на юге России в казачьих регионах. Переселенцы XIX века занесли её на Кубань и в Поволжье. В архивных записях XVIII века встречаются казаки и мещане с этой фамилией, что говорит о непривилегированном, но свободном сословии предков — без крепостной зависимости.

Редкость фамилии в том, что она не перешла в русскую форму на -ов/-ев: украинский суффикс сохранился в исходном виде. Сравните с однокоренной фамилией Лишев — та уже русифицирована и встречается в основном в центральной России. Лишенко — пример того, как усечённое каноническое имя «законсервировалось» в патрониме, и по нему можно восстановить, как в народе называли Елисея четыреста лет назад.