Фамилия Однолетко напрямую связана с мирским именем Однолеток. Так на Руси называли годовалого ребенка или, в более широком смысле, того, кто одних лет с кем-либо, то есть ровесника. Слово имело и второе значение — «животное или растение в возрасте одного года», но вряд ли оно легло в основу прозвища для человека: правдоподобнее выглядит версия о возрастной характеристике младенца.

Подобные внутрисемейные имена были очень популярны в старину. Они указывали на возраст обладателя, как в данном случае, или на число — каким по счету родился ребенок. Отсюда пошли фамилии Четвертак, Пятак, Шестак, а младшего сына нередко называли Малой или Малыш. Прозвище, данное в семье, со временем закреплялось за человеком на всю жизнь и переходило к его потомкам уже как фамилия.

Характерный суффикс -ко выдает украинское происхождение фамилии. В украинской традиции этот уменьшительно-ласкательный формант был одним из самых распространенных способов образования фамилий от личных имен и прозвищ. Таким образом, Однолетко — это фамилия, указывающая на то, что ее первый носитель был младшим или единственным годовалым ребенком в семье, и это отличие запомнилось окружающим настолько, что закрепилось в родовом имени.