Фамилия Оксиленко — яркий пример украинской фамильной модели на -енко. В украинской ономастике суффикс -енко исторически означал «сын» или «потомок», то есть Оксиленко — это буквально «сын Оксила». Такие фамилии массово закреплялись в реестрах казаков и крестьян Левобережной и Слободской Украины в XVII–XVIII веках.

Основа фамилии — личное имя Оксил. Это неканоническая, народная форма имени, которая могла возникнуть от греческого имени Аксилий (святой мученик, почитаемый в православии) или от слова «оксю» — «острый» в древнегреческом. Однако более вероятно, что Оксил — это диалектный вариант имени Евсевий или Исидор, где первый слог редуцировался и изменился под влиянием местного произношения. В украинских говорах встречались уменьшительные формы вроде Оксён, Окса, от которых и пошли фамилии типа Оксёненко, Оксенюк, а Оксиленко — более редкий вариант с сохранением основы Оксил-.

Географически фамилия Оксиленко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Черкасской, Полтавской, Харьковской. В российском контексте она встречается реже, в основном среди потомков переселенцев с Украины. Сословно предки Оксиленко были, скорее всего, казаками или крестьянами-собственниками, так как фамилии на -енко в массе своей не были дворянскими, но и не указывали на крепостную зависимость — их носители часто входили в казацкие реестры.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает уточнить этимологию. Если есть Оксёненко, Оксаненко и Оксиленко, то последняя выделяется суффиксом -ил- в основе, что может указывать на прозвище человека, которого называли Оксилом — возможно, с оттенком «острый на язык» или «быстрый». В словаре украинских фамилий Ю. К. Редько такая форма не фиксируется как отдельная словарная статья, что говорит о её относительной редкости и локальном бытовании.

Таким образом, фамилия Оксиленко — украинская по происхождению, образована от личного имени или прозвища Оксил по модели «сын такого-то», и её носители — потомки жителей украинских земель, где эта модель была основной для формирования родовых имен.