Фамилия Мариенко — типичный пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVI–XVII веках была распространена в Поднепровье и на Левобережной Украине. Суффикс -енко исторически означал «сын» или «потомок», поэтому Мариенко буквально понималось как «сын Мария». Вопрос в том, что стояло за этим именем.

Самая вероятная версия связывает фамилию с редким мужским именем Марий, восходящим к латинскому Marīus. Это имя имеет ту же основу, что и имя римского бога войны Марса (лат. Mars, родительный падеж Martis), которое, в свою очередь, выводят от mas, maris — «мужчина». Так что в основе фамилии — древнее значение «мужской, мужчина». Имя Марий встречалось в святцах, хотя было нечастым, и именно от него пошла фамилия.

Менее правдоподобна версия о связи с финно-угорским народом мари. Самоназвание марийцев — мари, что тоже переводится как «мужчина, муж». Сторонники этой гипотезы предполагают, что прозвище Марий мог получить человек с марийскими корнями или тот, кто жил среди марийцев, а потом переселился на Украину. Но это скорее народная этимология: географическая и культурная дистанция между Поволжьем и украинскими землями слишком велика, чтобы такое прозвище стало регулярным источником фамилий.

Таким образом, фамилию Мариенко уверенно относим к группе украинских фамилий, образованных от канонических личных имён. Её носители — потомки человека по имени Марий, жившего, скорее всего, в центральной или восточной Украине в эпоху формирования фамилий.