Фамилия Лыхненко — характерный пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. В украинской ономастике этот суффикс исторически указывал на сына или потомка человека, названного в основе: Лыхненко буквально значило «сын (или потомок) Лыхны». Сама основа Лыхна — это, скорее всего, народная форма крестильного имени, а точнее — производная от канонического имени Логгин (или Лонгин).

Имя Логгин (Лонгин) пришло на Русь из греческого языка и означало «длинный», «долгий». В народной речи оно сокращалось и видоизменялось: возникали формы Логын, Логун, Лохно, а также Лыхно. Уменьшительно-ласкательный вариант с суффиксом -а дал Лыхна — прозвище или домашнее имя человека, которого в быту звали не полным именем, а его упрощённой версией. От этой формы и пошла фамилия.

Вторая версия, менее распространённая, связывает основу с прозвищем от диалектного слова. В южнорусских и украинских говорах «лыхать» могло означать «шататься», «качаться», а «лыхан» — нечто неуклюжее или вялое. Однако для фамилии Лыхненко такое объяснение менее убедительно: суффикс -енко в украинской традиции чаще присоединялся к личным именам и прозвищам, а не к нарицательным словам напрямую.

Географически фамилия Лыхненко распространена преимущественно на востоке и юге Украины, а также в прилегающих областях России — там, где исторически жили украинские переселенцы. Встречается она нечасто, что говорит о её локальном происхождении, возможно, из одной семьи или небольшой группы родов.

Таким образом, предки носителей фамилии Лыхненко с высокой вероятностью были крестьянами или казаками, а сама фамилия — отчество, указывающее на родство с человеком по имени Лыхна, то есть Логгин.