Фамилия Мозговенко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко. Суффикс -енко в украинской ономастике выполнял ту же роль, что русские -ов/-ев или -ин: он указывал на происхождение, чаще всего по отцу («чей?» — «Мозговенко», то есть сын Мозгового). Такие фамилии массово закреплялись в XVI–XVII веках на территории современной Центральной и Восточной Украины, в среде казачества и крестьянства.

Основа фамилии — прозвище Мозговой. В его основе лежит слово «мозг». Прямое значение прозвища — «умный, рассудительный человек». В народной среде «мозговитый» значило толковый, сообразительный. Однако не стоит исключать ироничный подтекст: в диалектах прозвище Мозг могли дать и человеку с большой головой, и тому, кто любил много думать или, наоборот, был медлительным в решениях. В любом случае, прозвище относилось к «интеллектуальным» характеристикам человека, что для фамилий редкость — чаще в основе лежат внешность или ремесло.

Географически фамилия тяготеет к юго-восточным областям Украины (Днепропетровская, Запорожская, Харьковская) и к соседним регионам России (Ростовская область, Краснодарский край). Это зона активного расселения запорожских казаков и позже — крестьян-переселенцев. Мозговенко — не редкая фамилия, но и не массовая, что типично для прозвищных фамилий с конкретным значением.

С точки зрения словообразования интересно, что фамилия сохранила полную форму прилагательного «Мозговой» без усечения. В некоторых вариантах (например, Мозгов) основа сократилась, но суффикс -енко «прирос» именно к полной основе. Это говорит о том, что прозвище Мозговой было устойчивым и самостоятельным, а не кратким прилагательным. Встречаются и однокоренные фамилии: Мозгов, Мозгунов, Мозгалев, но Мозговенко стоит особняком из-за четкой модели «сын Мозгового».