Фамилия Милешенко — характерный пример фамилии, образованной по украинской модели с суффиксом -енко, который в XVII–XVIII веках означал «сын» или «потомок». В основе лежит имя или прозвище Милеша. Это уменьшительно-ласкательная форма от крестильного имени Милентий (греч. «заботливый», «милостивый»), реже — от славянского имени Мил (корень «мил-», то есть «милый», «любимый»). Таким образом, Милешенко буквально — «сын Милеши».

Суффикс -енко — один из самых распространённых в украинской антропонимии, он вытеснял более древние патронимы на -ов/-ев в Поднепровье и Слобожанщине. Фамилия Милешенко, скорее всего, сложилась на территории современной Украины или в южнорусских губерниях, куда активно переселялись украинцы (например, на Кубань, в Воронежскую или Курскую области). В метрических книгах XIX века носители фамилии встречаются в Харьковской, Полтавской и Екатеринославской губерниях.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -енко с ударением на предпоследний слог (Миле́шенко), в разговорной речи иногда встречается вариант Милешенко́ — это может указывать на позднюю русификацию или на то, что фамилия закрепилась в среде, где ударение сместилось по аналогии с русскими фамилиями на -ов. Однако этимологически правильным считается ударение на «е»: Миле́шенко.

Родственные фамилии — Миленко, Миленков, Милешин, Милешко. Все они восходят к тому же корню «мил-», но различаются суффиксами, которые указывают на разные регионы и эпохи образования. Например, Милешин — типично русская фамилия с суффиксом -ин, а Милешко — белорусская или украинская без патронимического суффикса.

Предки Милешенко могли быть крестьянами или казаками: фамилия не содержит указаний на дворянское происхождение, и её носители редко упоминаются в родословных книгах. Но именно простота и прозрачность основы — «милый, любимый человек» — делают эту фамилию тёплой по смыслу, хотя её носители наверняка сталкивались с ироничными переделками вроде «Милешенко — это тот, кто милицию ищет». Ничего общего с милицией она, конечно, не имеет.