Фамилия Миланенко — яркий пример украинской модели образования фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала самой массовой на Левобережной и Слободской Украине. Суффикс -енко изначально означал «сын» или «маленький», то есть Миланенко — буквально «сын Милана». В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, где основа чаще всего была полным именем (Иванов), украинские фамилии на -енко обычно образовывались от прозвищ или уменьшительных форм имени. Имя Милан — некалендарное, народное, распространённое у южных славян и на Украине. Оно восходит к общеславянскому корню *mil- («милый», «любимый»). На Украине имя Милан фиксируется как вариант от Мил, Миля, Милентий или как самостоятельное имя-пожелание (чтобы ребёнок был милым). Соответственно, прозвище Милан мог получить человек с мягким характером или тот, кого так ласково называли в семье.

Географически фамилия Миланенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Сумщине. В дореволюционных переписях она встречается в основном среди крестьян и казаков. Примечательно, что в русских губерниях фамилия почти не фиксируется: это чисто украинская словообразовательная модель, и основа Милан практически не встречается в русском именослове. Редкость фамилии делает её интересной для локальных генеалогических поисков — скорее всего, все носители Миланенко восходят к одному или нескольким родственным родам из одного региона.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Миланов, Милашин, Милюков) показывает, что Миланенко — одна из немногих, сохранивших уменьшительно-ласкательный оттенок основы. Если Миланов — просто «принадлежащий Милану», то Миланенко подчёркивает родство по мужской линии, типичное для украинской патронимической системы. В современном украинском ономастиконе фамилия встречается редко, но не является исчезающей — её носители живут как на Украине, так и в диаспоре.