Фамилия Омелаенко принадлежит к распространённому типу украинских фамилий, образованных от народных форм крестильных имён. В её основе лежит имя Омелай — просторечный, обиходный вариант канонического имени Емельян. Само имя Емельян пришло на Русь из греческого языка, где означало «льстивый», то есть умеющий говорить приятное, располагать к себе людей.

Как именно возникла фамилия? От имени Омелай через промежуточную форму Омелайло или сразу с помощью патронимического суффикса -енко, который в украинском языке указывал на «сына такого-то», образовали фамилию Омелаенко. Буквально она означала «сын Омелая». Такая модель была особенно продуктивна на Левобережной Украине и в Запорожье в XVII–XVIII веках, когда фиксировались казацкие реестры и переписи населения.

Обратим внимание на суффикс: -енко в украинской ономастике — один из самых частых показателей родства. Если в великорусских землях преобладали фамилии на -ов/-ев (Емельянов), то на украинских территориях ту же функцию выполнял суффикс -енко. Поэтому Омелаенко и Емельянов — это не разные фамилии, а родственные образования от одного имени, просто возникшие в разных языковых средах.

Стоит сказать и о чередовании гласных в корне: начальное «е» в имени Емельян в украинской народной традиции часто переходило в «о» — так появился Омельян, а затем и краткая форма Омелай. Подобное чередование встречается и в других фамилиях: Омельяненко, Омельчук, Омельченко. Все они — «родственники» по основе, хотя звучат по-разному.

Что касается значения исходного имени, то слово «льстивый» в древности не несло отрицательного оттенка. В церковнославянском языке оно означало скорее «красноречивый», «убедительный», «умеющий говорить мягко и вежливо». Так что предок, получивший имя Емельян (или Омелай), воспринимался как человек обходительный, с даром слова.

Фамилия Омелаенко сегодня встречается преимущественно в Украине и в южных регионах России, куда переселялись украинцы в XIX–XX веках. Поскольку фамилия образована от личного имени, а не от прозвища или ремесла, точных сведений о занятиях первых носителей нет: это были крестьяне, казаки и мещане, для которых главным было указать на принадлежность к роду Омелаев.