Фамилия Орламенко встречается редко, и при её разборе сразу бросается в глаза необычный суффикс. В русских и украинских фамилиях чаще всего встречаются -енко (украинский патроним) и -ов/-ев (русский). Суффикс -аменко — вариант, который возник на стыке двух моделей. Скорее всего, перед нами гибридная форма: к основе на -а (Орла) добавили украинский патронимический суффикс -енко, но в процессе произношения или записи согласный смягчился, и получилось не «Орлаенко», а «Орламенко». Звук «м» мог появиться как вставной для благозвучия — так язык избегает зияния гласных (стечения двух гласных подряд). В украинской ономастике такое явление не редкость: ср. фамилии Костяменко, Левченко (где «в» перешло в «м» в диалектах).

Основа фамилии — Орла — восходит к прозвищу Орёл. Прозвище давали человеку с орлиным носом, острым взглядом, гордой осанкой или даже за характер — независимый, «высоко летающий». В украинской среде птичьи прозвища были очень популярны: Орёл, Сокол, Ворона. От них образовывали фамилии с разными суффиксами. Орламенко — буквально «потомок (или сын) того, кого звали Орлом».

Географически фамилия тяготеет к юго-восточным областям Украины и прилегающим районам России. Встречается в Запорожской, Днепропетровской областях, а также в Краснодарском крае. Это зона позднего заселения (XVIII–XIX века), куда переселялись крестьяне и казаки из центральной Украины. Именно там часто возникали фамилии с нестандартным звучанием — из-за смешения говоров и упрощения произношения.

Стоит упомянуть, что фамилия Орламенко не имеет отношения к польскому шляхетскому роду Орловских или к дворянским фамилиям на -ский. Это типично крестьянская или казацкая фамилия, образованная от уличного прозвища. Никакой связи с «орламентом» (устаревшее слово для орнамента или военного знамени) нет — это случайное созвучие.