Фамилия Мелишенко — типичный пример украинской модели образования фамилий на -енко, которая означает «маленький», «сын» или «потомок». В основе лежит имя Мелиш — разговорная, уменьшительная форма от Мелентий (или Мелетий). В народе такие имена часто сокращали до коротких, обиходных вариантов: Мелиш, Мелиша. Соответственно, Мелишенко — буквально «сын Мелиша» или «потомок Мелиша».

Корень фамилии восходит к греческому имени Мелентий (Μελέντιος), которое имеет значение «заботливый», «попечительный». В православных святцах это имя встречается редко, что и объясняет его невысокую распространенность. На украинских землях, где фамилии на -енко закрепились в XVI–XVII веках, имя Мелентий могло бытовать в крестьянской и казацкой среде, но не получило широкого хождения. Поэтому носителей фамилии Мелишенко сравнительно немного, и она имеет четкую региональную привязку к центральным и восточным областям Украины — Черкасской, Полтавской, Сумской, а также к югу России, куда переселялись украинцы.

Словообразовательная модель здесь ясна: суффикс -енко присоединяется к основе Мелиш-, которая возникла в результате усечения полного имени и добавления суффикса -иш (как в именах Степаниш, Даниш, Иваниш). Мелиш — не самостоятельное имя, а именно производная форма. Важно не путать фамилию с созвучной Мелишенко (через «и»), которая может иметь другое происхождение — от диалектного «мелиш» (тот, кто мелет, мельник) или от географического названия. Но для фамилии Мелишенко личная основа через имя — основной и наиболее правдоподобный вариант.

Социальный контекст: в среде, где фамилии давались по отцу, Мелишенко указывал на то, что родоначальник носил редкое церковное имя Мелентий, которое в быту сократили до Мелиш. Такие фамилии не несли сословной окраски — их могли получить и крестьяне, и казаки, и мещане. Никаких документальных подтверждений о дворянском происхождении этой фамилии нет, она оставалась в простонародной среде.