Фамилия Олехейко звучит как типичная украинская или белорусская фамилия, и это первое, что бросается в глаза. Её выдает суффикс -ейко, который в восточнославянской ономастике работает как уменьшительно-ласкательный или указывает на происхождение от отца (патроним). В польском языке похожий суффикс -ejko тоже встречается, но для русских земель такая модель нетипична — это яркий маркер западных регионов бывшей Речи Посполитой.

Основа фамилии — имя Олех (или Алех). Это народная, разговорная форма канонического имени Алексей (от греческого «защитник»). В украинском и белорусском языках звук [а] в начале слова часто переходил в [о], поэтому Алексей превращался в Олексу, Олеся, а краткая форма давала Олеха. Таким образом, Олехейко буквально означает «маленький Олех» или, что вероятнее, «сын Олеха». Фамилия образована по той же модели, что и многочисленные Дорофейко, Иванейко, Грицейко.

Географически фамилия тяготеет к Гродненской и Брестской областям Беларуси, а также к западным областям Украины (Волынь, Ровенщина). В российских переписях она встречается редко и почти всегда указывает на миграцию с запада в XIX–XX веках. Интересно, что в польских записях фамилия могла фиксироваться как Olechejko или Olehejko — вариативность написания связана с передачей мягкого [х'] латиницей.

Что касается социального происхождения: носители фамилий на -ейко в массе своей были крестьянами или мещанами. Дворянские роды с таким окончанием — редкость, и если они существовали, то, как правило, имели герб и подтвержденное шляхетство, но в случае Олехейко таких данных нет. Фамилия не содержит указания на ремесло или прозвище — она чисто патронимическая, то есть рассказывает об имени предка, а не о его занятии.

В современной России фамилия остается малочисленной. Её носители, скорее всего, потомки переселенцев времен Столыпинской аграрной реформы или советских миграций. Споров о происхождении корня практически нет: версия с именем Алексей — единственная убедительная, и альтернативы (например, от прозвища Олех, связанного с ольхой) выглядят натянутыми, так как в славянских языках слово «ольха» не дает такой производной формы.