Фамилия Неменко звучит как типичная украинская фамилия, образованная с помощью суффикса -енко. Это уменьшительно-патронимический суффикс, который в XVI–XVII веках активно использовался на землях современной Украины и означал «сын» или «потомок» того, кто назван в основе. В украинской ономастике фамилии на -енко (Шевченко, Коваленко, Неменко) — одна из самых массовых моделей, и они почти всегда указывают на происхождение из казацкой или крестьянской среды.

Основа фамилии — корень «нем-». Самое очевидное объяснение: она происходит от прозвища Немой, которое давали человеку, лишенному дара речи, либо молчаливому, неразговорчивому. В старину такие прозвища были распространены: Немой, Немко, Немыка. От них пошли фамилии Немов, Немцев, Немченко, Немыкин. Вариант Неменко — это «сын Немого», то есть потомок человека с таким прозвищем.

Менее вероятная, но возможная версия: связь с этнонимом «немец». В древнерусском языке «немец» означало любого иностранца, который говорил непонятно, «немо». Прозвище Немец или Немко могло закрепиться за выходцем из чужих земель. Однако для фамилии Неменко эта гипотеза слабее: на украинских землях чаще встречаются фамилии Немецкий, Немцев, а форма на -енко от «немец» дала бы скорее Немченко.

Географически фамилия Неменко распространена в центральных и восточных областях Украины, а также в приграничных регионах России. Она встречается в реестрах запорожских казаков, что подтверждает её давнюю историю. В современной России носители фамилии живут преимущественно в Ростовской области, Краснодарском крае и в Крыму — то есть там, куда мигрировали украинские крестьяне и казаки в XVIII–XIX веках.

Особенность фамилии в том, что она не имеет дворянского окончания -ов/-ев, а значит, её носители в большинстве своём происходят из простого сословия: казаков, мещан, крестьян. Это не делает её менее интересной: за ней стоит целый пласт народной культуры, где прозвище было точным и ёмким, а потомки носили его как память о предке.