Фамилия Нелезенко — украинская по происхождению, о чём говорит характерный суффикс -енко. В Украине и на юге России фамилии на -енко (Петренко, Шевченко, Бондаренко) означали «чей-то сын» или «потомок». То есть Нелезенко — это «сын Нелеза» или «потомок человека по прозвищу Нелез».

Самая сложная часть — основа «Нелез». Если отбросить суффикс, остаётся корень, который сразу вызывает ассоциации со словом «железо». Но здесь работает украинская фонетика: в некоторых говорах начальное «же» могло переходить в «не» под влиянием отрицательной частицы или просто как результат диалектного произношения. Сравните: «железо» по-украински — «залізо», но в старых формах встречалось «железо». Прозвище Нелез (или Нелезь) могли дать человеку с твёрдым, «железным» характером, либо кузнецу, работавшему с металлом. Однако есть и другая версия: «Нелез» могло быть искажением имени или прозвища, не связанного с металлом, например, от «не лезь» — человека, которого предостерегали от излишнего любопытства.

Географически фамилия Нелезенко редкая. Встречается в основном в центральных и восточных областях Украины (Полтавщина, Черкасчина, Сумщина) и в прилегающих регионах России, куда переселялись украинские крестьяне. В дореволюционных ревизских сказках и метрических книгах эта фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении — скорее всего, в XIX веке, когда многие беспрозвищные крестьяне получали фамилии по отцовскому прозвищу.

С точки зрения словообразовательной модели, Нелезенко стоит в одном ряду с фамилиями вроде Залезенко, Перелезенко, Железенко. Все они образованы от прозвищ, связанных с глаголом «лезть» или существительным «железо», но с разными приставками. Фамилия Нелезенко — пример того, как диалектное произношение и народная этимология могли изменить исходное слово до неузнаваемости. Если ваш предок носил такое прозвище, он мог быть либо кузнецом, либо человеком, которого в селе считали «непробиваемым» — упрямым и стойким, как металл.