Фамилия Мафаленко — редкий случай, когда за украинским суффиксальным оформлением стоит имя, которое в славянской среде почти не встречалось. Основа — Мафалей, народная форма церковного имени Матфей. В украинском языке имя Матфей через греческое посредничество дало варианты Матвій, Матфій, а в некоторых говорах закрепилось как Мафалей — с заменой «т» на «ф» под влиянием южнославянского или греческого произношения. Суффикс -енко, типичный для левобережной Украины, указывает на «сына Мафалея» или «потомка человека по имени Мафалей».

В отличие от фамилий вроде Матвеенко, где основа ясна сразу, Мафаленко сохранила более архаичную фонетику. Такая форма могла закрепиться в семьях, где имя передавалось по наследству как родовое прозвище, а позже — как фамилия. Географически фамилия тяготеет к Полтавщине и Черкащине, где суффикс -енко особенно распространён, но встречается и в смежных областях.

Интересно, что в русских переписях и метриках XIX века фамилия могла записываться как Мафаленков — с добавлением русского суффикса -ов, что делало её более привычной для бюрократии. Однако носители в Украине сохранили исходную форму. Встречается и вариант Мафалёнко с ударением на последний слог, что характерно для южных говоров.

Прозвище Мафалей, от которого пошла фамилия, могло принадлежать человеку с именем Матфей, но в быту оно иногда приобретало ироничный оттенок — так называли рассеянного или задумчивого человека, как бы «не от мира сего». Однако основная версия остаётся патронимической: предок носителя фамилии носил имя Мафалей, и его дети стали Мафаленками.