Фамилия Неблиенко звучит на украинский лад, и это первая подсказка в её разборе. Характерный суффикс -енко указывает на происхождение с территории современной Украины или южных областей России, где такие фамилии в XVII-XVIII веках закреплялись как патронимы, то есть «сын такого-то». В этой модели основа — личное прозвище или имя отца, а суффикс -енко служит указателем на родство.

Основа «Небли-» вызывает вопросы, потому что прямого соответствия в славянских именах нет. В украинском языке есть слово «небіж» — покойник, умерший. Вероятно, прозвище Неблій или Небля давали человеку, который был болезненным, бледным, похожим на мертвеца, либо тому, кто пережил тяжёлую болезнь и выжил. Такие прозвища — не редкость: они не несли мистического ужаса, а скорее фиксировали внешность или судьбу. Менее вероятно, но возможно, что в основе лежит диалектный глагол «неблити» — не блестеть, тускнеть, что тоже описывало бледного или неприметного человека.

Фамилия Неблиенко не входит в списки распространённых дворянских родов, что говорит о её крестьянских или казачьих корнях. Носители такой фамилии, скорее всего, были свободными земледельцами или ремесленниками на территории Гетманщины или Слобожанщины. Вариант написания с двумя «н» (Неблиенко) встречается реже, чем с одной, и это могло быть следствием канцелярской ошибки при записи в метрических книгах или ревизских сказках — писцы часто путали удвоенные согласные на слух.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Неблиенко стоит в одном ряду с Небилов, Небоженко, Небожилов — все они образованы от той же основы «небож» или «неблий». В русском языке есть фамилия Небледнев, построенная по той же семантической модели (бледный, невидный), но с другим суффиксом. Таким образом, Неблиенко — это редкий украинский патроним, который прямо указывает на прозвище предка, связанное с его внешностью или состоянием здоровья.