Фамилия Мульменко звучит на украинский лад, и это первая подсказка. Суффикс -енко — характерный признак украинских фамилий, образованных от прозвищ или названий профессий. В данном случае основа — «Мульма» или «Мульмен». Строгой однозначной версии происхождения нет, но можно выделить две основные линии.

Первая, более вероятная, связывает фамилию с профессиональным прозвищем «мульмен». В южнорусских и украинских говорах «муль» — это мелкая рыбешка, малек, а также иносказательно — нечто мелкое, незначительное. «Мульмен» — человек, который ловит или торгует такой рыбой, либо, в переносном смысле, человек невысокого роста или несерьезный. Суффикс -енко в таком случае превращает прозвище в фамилию: «сын Мульмена» — Мульменко. Фамилия могла закрепиться на территории современной Украины или в южных областях России, где рыболовство и местные говоры давали такую основу.

Вторая версия, менее распространенная, отталкивается от немецкого или еврейского корня. Фамилия могла возникнуть от немецкого «Mühle» (мельница) или «Müller» (мельник), адаптированного в украинской среде. Немецкие колонисты, переселявшиеся в XVIII-XIX веках на юг Российской империи (в частности, в Херсонскую, Екатеринославскую губернии), нередко получали русифицированные или украинизированные фамилии. «Мюллер» в местном произношении мог превратиться в «Мульмен», а затем, под влиянием украинской традиции, дать окончание -енко. Эта версия слабее, так как прямое заимствование «Мюллер» обычно давало фамилию Миллер или Мюллер, а не Мульменко, но исключать ее полностью нельзя.

Важно отметить, что фамилия Мульменко — редкая. Она не встречается массово ни в одной из областей, что говорит о ее локальном происхождении. Скорее всего, она возникла в одном конкретном селе или городке, где прозвище закрепилось за одной семьей. В дореволюционных списках фамилия почти не фиксируется, что может указывать на позднее оформление (вторая половина XIX века) или на то, что носители принадлежали к непривилегированным сословиям — крестьянам или мещанам, чьи фамилии реже попадали в официальные реестры.

В словообразовательном плане фамилия проста: основа (Мульмен) + патронимический суффикс -ко (в украинском языке -енко указывает на родство). Ударение в фамилии, судя по произносительной норме, падает на второй слог: Мульме́нко.