Фамилия Мерненко образована по модели, характерной для украинских и южнорусских фамилий: к основе, в данном случае прозвищу Мерный, добавили патронимический суффикс -енко, который изначально означал «сын», «потомок». То есть Мерненко — это буквально «сын Мерного». Такая словообразовательная модель была особенно распространена на территории современной Украины, а также в южных регионах России, где украинское влияние было сильным.

Само прозвище Мерный, от которого пошла фамилия, скорее всего, восходит к слову «мера» — так называли емкость для измерения жидких и сыпучих тел, равную четверику, то есть примерно 26,24 литра. В этом случае прозвище относится к «профессиональным» именованиям: оно указывает на род занятий человека. Мерным могли называть мерщика — того, кто профессионально занимался измерением земли, зерна, тканей или других товаров. В условиях, когда точность измерений была важна для торговли и обложения податями, такой человек играл заметную роль в общине, и прозвище легко могло закрепиться за ним и его детьми.

Существует и вторая, менее правдоподобная гипотеза, согласно которой Мерный — это фонетический вариант фамилии Мирный. В основе такого именования лежит слово «мир». Мирным могли называть спокойного, миролюбивого человека, либо того, кто занимался разрешением споров и конфликтов в общине. Однако эта версия выглядит слабее: переход от «мир» к «мер» не имеет убедительного фонетического обоснования в русском языке, тогда как связь с «мерой» и мерщиком лежит на поверхности.

Прозвище Мерный, изначально присоединенное к наследственному имени, со временем полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. Когда же возникла потребность в наследственной фамилии, к прозвищу добавили суффикс -енко, и получилось Мерненко. Так за потомками закрепилось имя их предка, который, судя по всему, был человеком, связанным с измерением и учетом.