Фамилия Нонко — редкий случай, где при кажущейся простоте формы скрывается сразу несколько возможных корней, и выбор между ними зависит от географии предков. В первую очередь, это украинская или южнорусская фамилия, образованная по продуктивной модели с суффиксом -ко. В украинской ономастике этот суффикс выполнял функцию уменьшительности или принадлежности, превращая прозвище или имя в фамилию: Нонко — буквально «маленький Нон» или «сын Нона».

Самая очевидная версия — происхождение от канонического имени Нонн (или Нонна). В православных святцах это мужское имя греческого происхождения (от «ноннос» — «монах», «посвящённый»), хотя в современном сознании оно прочнее связано с женским именем Нонна. Фамилия Нонко могла закрепиться за потомками человека, которого в быту звали Нон — сокращённой формой от Нонн или от редкого имени Ноннодор (из греческого «ноннодор» — «дар монаха»). Такая модель типична для украинских фамилий: Грицько от Григорий, Иванько от Иван, Нонко от Нон.

Однако есть и более прозаичная версия, связанная с диалектной лексикой. В украинских говорах слово «нон» или «нона» могло означать «нянька», «кормилица», а в некоторых регионах — «бабушка» (как обращение). Если прозвище Нон получил мужчина, занимавшийся воспитанием детей (в крестьянской среде это случалось реже, но не исключалось), фамилия Нонко закрепилась бы за его детьми. В пользу этой версии говорит то, что фамилия встречается в западных областях Украины (например, в Тернопольской и Ивано-Франковской областях), где такое обращение фиксируется в диалектных словарях.

Третья, менее вероятная гипотеза — связь с тюркским или молдавским влиянием. В молдавском языке «нон» означает «дед», «старик» (от лат. nonnus). На территории Бессарабии и смежных районов Украины фамилия Нонко могла возникнуть как калька с молдавского прозвища Нон, к которому добавили славянский суффикс. Но эта версия требует доказательств через конкретные записи в метрических книгах, которых пока в открытых источниках мало.

Фамилия не относится к дворянским или купеческим — её носители, судя по архивным данным XIX века, были преимущественно крестьянами и мещанами из Подольской и Киевской губерний. Встречаемость низкая: по современным подсчётам, в России и Украине живёт не более нескольких сотен человек с фамилией Нонко. Это типичная «фамилия одного села»: скорее всего, все Нонко — потомки одного человека, получившего прозвище в конкретной местности.