Фамилия Меленяко — характерный пример фамилий украинского происхождения, образованных с помощью суффикса -енк(о). В украинской ономастике этот суффикс указывает на родство или принадлежность: буквально «маленький», «сын» или «потомок» того, кто назван в корне. Таким образом, Меленяко — это «сын Меленя» или «потомок Меленя».

Корень фамилии восходит к личному имени или прозвищу Меленя. Вероятнее всего, это народная, разговорная форма крестильного имени Мелентий (от греческого «мелон» — яблоко, или «мелейн» — заботиться, что спорно). В украинской и белорусской традиции имена часто сокращали и адаптировали: Мелентий превращался в Меленя, Мелька, Мелеха. Реже основой могло стать прозвище от диалектного «мелений» — медлительный, вялый человек, но это предположение менее убедительно, так как суффикс -енко обычно прикрепляется к личным именам, а не к качественным прилагательным.

Географически фамилия Меленяко тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черкащине, где суффикс -енко был основным способом образовывать фамилии у казаков и крестьян. В России фамилия встречается реже, обычно у потомков переселенцев с Украины. Сословной принадлежности предков по одной фамилии не определить: такую модель носили и казацкие старшины, и простые хлеборобы.

Интересно, что фамилия сохранила ударение на последнем слоге (Меленя́ко), что типично для украинских фамилий на -енко, в отличие от белорусских, где ударение часто падает на третий с конца слог. Встречаются варианты написания с одной «н» (Меленяко) — это не ошибка, а отражение живого произношения, где двойная согласная не слышна. Таким образом, фамилия Меленяко — это прямая отсылка к предку по имени Мелентий, которого в быту звали Меленя.