Фамилия Нестромненко — редкий случай, когда прозрачная на первый взгляд основа оборачивается загадкой. Слово «нестромный» в русском языке не зафиксировано, искать в нём прямой смысл («нескромный»?) мешает отсутствие буквы «к». Скорее всего, перед нами не исконно великорусское прозвище, а украинская или белорусская фамилия, образованная по типичной для этих земель модели.

Суффикс -енко указывает на происхождение с территории современной Украины или юга Беларуси. В XVI–XVII веках так называли детей и потомков: Нестромненко — буквально «сын Нестромного» или «тот, кто из рода Нестромных». Сама основа «Нестром-» может быть искажением или диалектным вариантом фамилии Нестеренко (от имени Нестер — народная форма канонического Нестор). В украинских говорах «стром» иногда означало «строгий, суровый», а «нестромний» — «нестрогий, добродушный». Если это так, то прозвище дали человеку с мягким характером.

Есть и менее очевидная версия: связь с польским «strom» (дерево, ствол) или «stromny» (крутой, обрывистый). В этом случае Нестромненко могло означать «живущий на крутом берегу» или «сын того, кто живёт у обрыва». Однако польское влияние чаще встречается в фамилиях на -ский, -цкий, а не на -енко, поэтому эта гипотеза слабее.

Географически фамилия тяготеет к Черниговской, Полтавской и Сумской областям Украины, а также к юго-востоку Беларуси. В России она почти не встречается, что подтверждает её западнорусское происхождение. Сословно носители были преимущественно казаками или крестьянами: фамилии на -енко в малороссийских землях получали все свободные слои населения, а не только знать.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Нестромный, Нестромов — показывает, что основа «нестром-» могла быть прозвищем, закреплённым за одним родом. В документах XVIII века встречаются варианты написания «Нестроменко» и «Нестромненко», что говорит о неустойчивости орфографии в метрических книгах. Современное написание с двумя «н» закрепилось случайно, возможно, под влиянием писарской ошибки.

Итог прост: Нестромненко — украинская фамилия, образованная от прозвища Нестромный. Что именно означало это прозвище — «добродушный» или «живущий на круче», — без документов конкретной семьи не установить, но оба варианта имеют право на существование.