Фамилия Николаенко отвечает на вопрос «чей ты?» и буквально означает «сын Николая». Такую модель — имя отца плюс суффикс -енко — использовали на украинских землях с XVI–XVII веков, и она быстро стала одной из самых распространённых фамильных формул. Первоначально Николаенко не было фамилией в современном смысле: так называли ребёнка, чтобы указать на его отца. Но когда за человеком закреплялось прозвище по отцу, оно переходило к его детям и внукам, превращаясь в родовое имя.

В основе фамилии лежит каноническое имя Николай. Оно пришло на Русь вместе с христианством из Византии и восходит к греческому Nikolaos, где nika — «побеждать», а laos — «народ». Имя переводят как «победитель, покоритель народов». В православных святцах имя встречается часто: известно около двадцати святых покровителей Николая. Самый почитаемый из них — Николай Чудотворец, или Николай Угодник. Его день памяти славяне отмечали несколько раз в году, чаще всего зимой, и этот праздник называли Николой-зимним или Никольщиной. На Никольщину потчевали гостей пивом и пирогами, а ещё гадали о будущем урожае и благополучии грядущего года.

Показательно, что фамилия Николаенко встречается за пределами современной Украины, и это отражает историю расселения. В Книге памяти Алтайского края записан Николаенко Евстафий Леонтьевич, родившийся в 1857 году в Самарской губернии. В Книге памяти Курской области отмечен Николаенко Емельян Егорович, рождённый в 1866 году в селе Елизаветовка Глушковского района. А из Сведений ДКНБ РК по Южно-Казахстанской области известен Николаенко Ефим Иванович, родившийся в 1874 году в селе Пивновка Харьковской губернии. Эти записи — следы миграций: украинские крестьяне переселялись в Поволжье, Сибирь, Среднюю Азию и на Дальний Восток, унося с собой фамилию.

Интересно, что суффикс -енко отличает Николаенко от русских вариантов той же основы — Никольский, Никулин, Николаев. Если Николаев — это «сын Николая» по древнерусской модели с суффиксом -ев, то Николаенко — та же идея, но выраженная украинским способом. Поэтому фамилия звучит как маркер происхождения: её носители, скорее всего, потомки выходцев с территории современной Украины или южнорусских земель, где украинская антропонимия оказала сильное влияние.