Фамилия Логоненко — характерный пример украинской модели образования с суффиксом -енко. Этот суффикс в XVI–XVII веках закрепился на землях современной Украины как основной способ обозначения потомка по отцу, сына или младшего члена рода. Если фамилия кончается на -енко, перед нами почти наверняка украинское происхождение, хотя позже такие фамилии распространились и на юге России, в Беларуси, а также среди казачества.

Основа фамилии — Логон. Это либо прозвище, либо усечённая форма крестильного имени. Самый прямой путь — от имени Логгин (или Лонгин), которое в народном произношении нередко сокращалось до Логон. Логгин — латинского происхождения, означает «длинный», «высокий». В православных святцах это имя известно по святому Лонгину-сотнику, который, по преданию, стоял у креста Христова. Однако в быту имя давали не в память о библейском персонаже, а просто потому, что оно было в ходу. Тогда Логоненко — буквально «сын Логона», то есть потомок человека по имени Логгин.

Есть и вторая, менее вероятная версия: прозвище Логон могли дать человеку с какой-то особенностью речи или поведения. В южнорусских говорах слово «логонить» означало «болтать», «пустословить». В украинском языке «лога» — это луг, низина, но связь с географическим объектом маловероятна для фамилии на -енко, так как такие фамилии обычно образуются от личных имён и прозвищ, а не от топонимов.

Фамилия Логоненко не относится к числу массовых и не имеет громких исторических носителей, известных за пределами узких кругов. Это типичная фамилия сельского, крестьянского или казачьего сословия Левобережной Украины, где суффикс -енко особенно преобладал. Встречается она и в современных российских регионах, граничащих с Украиной, — в Белгородской, Курской, Воронежской областях, что объясняется переселениями крестьян в XVIII–XIX веках. Таким образом, Логоненко — фамилия, которая прямо указывает на своего первого носителя: человека по имени или прозвищу Логон, жившего, скорее всего, в XVII–XVIII веках на территории современной Украины.