Фамилия Неколенко — яркий пример украинской модели фамилии с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках был главным маркером «сыновства» или принадлежности к роду. Сегодня это одна из самых узнаваемых фамильных форм в Украине, особенно на Левобережье и в Слобожанщине. В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев, которые часто застывали в форме притяжательного прилагательного, украинские фамилии на -енко дольше сохраняли прозрачную связь с прозвищем отца.

Основа фамилии — Некол. В украинском языке это слово не фиксируется как самостоятельное, поэтому разбирать её нужно через отчество или прозвище. Скорее всего, в основе лежит древнее нецерковное имя Некол или Некло — редкая форма, производная от глагола «колоти» (колоть, бить) с отрицанием не-. Вероятно, так могли прозвать человека, которого «не колет» — то есть неуязвимого, крепкого, или, наоборот, того, кто не занимался колкой дров, не был склонен к ссорам. В народной этимологии возможна и связь со словом «неколений» — не имеющий колена, то есть безродный, но это менее достоверно: обычно такие прозвища давались не в прямом, а в ироничном смысле.

Есть и другая, более прозаичная версия: Неколенко могло возникнуть из диалектного варианта отчества от имени Николай. В украинских говорах имя Николай нередко сокращали до Микола, а в некоторых регионах — до Кол, Некол (ср. белорусское Некола). Тогда Неколенко — буквально «сын Некола», то есть внук Николая. Такая трансформация характерна для украинской антропонимии: суффикс -енко присоединялся к уменьшительным формам крестильных имён, вытесняя полные варианты.

Фамилия географически привязана к центральным и восточным областям Украины: чаще всего она встречается в Черкасской, Полтавской и Харьковской областях. В России носители Неколенко — потомки переселенцев с Украины времён заселения Кубани, Новороссии и Дона. В отличие от фамилий Неколенков (уже с русским суффиксом) или Неколенко-Стеблов (двойных дворянских), простая форма Неколенко почти всегда указывала на казацкое или крестьянское происхождение — в реестрах Запорожского войска такие фамилии фиксировались без сословных привилегий.

Ономастический словарь Б. Унбегауна относит фамилии на -енко к украинскому типу, подчёркивая, что они не имели значения «маленький» (как иногда ошибочно полагают), а указывали на патроним — «чей сын». Таким образом, Неколенко — это не «маленький Некол», а «потомок человека по прозвищу Некол».