Фамилия Маркеленко — характерный пример восточнославянской модели фамилий на -енко. Суффикс -енко, распространённый прежде всего в украинской ономастике, изначально имел уменьшительное или «детское» значение: он указывал на потомка, сына человека, чьё имя или прозвище легло в основу. Таким образом, Маркеленко — это «сын Маркела» или «потомок Маркела».

Основа фамилии — каноническое крестильное имя Маркел (церковная форма Маркелл). Имя имеет латинское происхождение: Marcellus — уменьшительное от Marcus, что значит «посвящённый Марсу» или просто «молот». В святцах имя Маркелл встречается нечасто, но оно давалось в честь нескольких раннехристианских святых, в том числе папы римского Маркелла I. В народной среде имя быстро адаптировалось: появлялись просторечные формы Маркел, Маркеля, Маркелка. Именно от усечённого варианта Маркел и образована фамилия Маркеленко.

С географической точки зрения фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Черкасской, Полтавской, Сумской. Встречается она и в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XVIII–XIX веках, особенно на Кубани и в Ставрополье. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые преобладали в великорусских землях, Маркеленко сохраняет украинский словообразовательный облик.

Интересно, что в русских говорах имя Маркел иногда становилось прозвищем для человека упрямого или неразговорчивого — по ассоциации с апостолом Марком, которого народная этимология связывала с «молчаливостью». Однако для фамилии Маркеленко такая версия вторична: прямой путь от крестильного имени к фамилии-патрониму остаётся основным.

Среди носителей фамилии не зафиксировано громких исторических фигур, вошедших в энциклопедии, что типично для «младших» фамилий, возникших в крестьянской и казачьей среде. Фамилия не перешла в дворянское сословие и не получила аристократического оформления. Поэтому Маркеленко — фамилия, которая говорит о своих корнях прямо: предок нёс имя Маркел, а его дети и внуки стали Маркеленками.