Фамилия Обренко — типичный пример восточнославянской фамилии на -енко, которая гуще всего встречается на территории современной Украины и в южных областях России. Суффикс -енко в украинской ономастике указывает на происхождение от отца: буквально «Обренко» — это «маленький Обрен», «сын Обрена». Такой тип фамилий массово закрепился в XVI–XVII веках в казацкой среде и среди крестьянства, поэтому носитель фамилии почти наверняка ведет род из малороссийских земель.

Основа фамилии — имя или прозвище Обрен. Скорее всего, это краткая форма от канонического имени Амвросий (греч. «бессмертный»), которое в народной речи давало варианты Абросим, Обросим, а в уменьшительной форме — Обрен. Второй возможный вариант: прозвище от диалектного «обриться» — остричь, обрить, что могло относиться к человеку с гладко выбритой головой или к тому, кто брил других. Но первая версия правдоподобнее: в древнерусских актах встречаются люди с именем Обрен, и это всегда сокращение от Амвросия, а не прозвище.

Географически фамилия привязана к Полтавщине, Черкащине и Харьковщине. В XIX веке Обренко фиксируются в основном среди государственных крестьян и казаков. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые преобладали в Московском государстве, фамилии на -енко указывают на более позднюю фиксацию и на то, что предок не принадлежал к высшему сословию — дворяне в этой модели почти не встречаются.

Интересная деталь: фамилия сохранила архаичное ударение на втором слоге — Обре́нко, хотя многие носители сейчас ставят ударение на первый слог по аналогии с более частыми фамилиями. В дореволюционных метрических книгах можно найти написание с двумя «н» — Обреннко, что отражает народное произношение с удвоением согласного. Родственных фамилий — Обренок, Обренов — мало, что делает Обренко довольно редкой и локальной.