Фамилия Матеренко — яркий пример того, как украинская модель фамилии может скрывать за собой русское по происхождению имя. Её основа — каноническое мужское имя Матфей (в бытовой русской форме Матвей). В украинском языке имя Матвей перешло в форму Матвій, а в некоторых говорах закрепилось как Матерій — через «е» вместо «а» и смягчение. От этой диалектной формы Матерій и образована фамилия при помощи типичного украинского суффикса -енко, который первоначально означал «сын» или «потомок». Таким образом, Матеренко — это буквально «сын Материя», то есть Матвея.

Модель образования фамилии типична для левобережной Украины и юга России, куда украинские фамилии на -енко активно проникали в XVII–XIX веках. Суффикс -енко здесь не просто патронимический, а указывает на принадлежность к роду, что было характерно для казачьей и крестьянской среды. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые застывали в форме притяжательного прилагательного («чей?»), украинские фамилии на -енко сохраняли значение «маленький, младший» или «потомок».

Встречается и альтернативная, менее вероятная версия: от прозвища Матерой — так в некоторых русских говорах называли крепкого, опытного, «матерого» человека. Но в таком случае фамилия скорее приняла бы форму Матеров или Материн, а не Матеренко. Украинский суффикс -енко прочно привязывает фамилию к имени Матерій, а не к прозвищу.

В сословном отношении носители фамилии Матеренко в XIX веке относились в основном к государственным крестьянам и казакам, особенно на территории современных Харьковской, Полтавской и Сумской областей. В метрических книгах южных уездов Курской губернии фамилия встречается уже в первой половине XVIII века — что говорит о её давнем бытовании в среде украинских переселенцев.