Фамилия Паенко звучит на слух как типичная украинская, и это первое, что бросается в глаза. Суффикс -енко — один из самых распространённых в украинской ономастике, он указывает на происхождение по отцу: буквально «сын» или «потомок» человека, имя или прозвище которого легло в основу. В данном случае основа — Па(й)-.

Здесь начинается самое интересное. Корень может восходить к нескольким источникам, и выбор версии зависит от того, как произносили фамилию в конкретной местности. Первый и самый очевидный вариант — от имени Павел. В украинском языке это имя часто сокращали до Павло, а в бытовой речи — до Павка, Павко. Если отбросить уменьшительный суффикс -к-, получится основа Па- (ср. с русским «Паша»). Таким образом, Паенко — это «сын Павла», то есть Павленко в упрощённой форме.

Вторая версия ведёт к прозвищу Пай или Пая. В южнорусских и украинских говорах «пай» — это доля, часть, надел земли. Человек, которого прозвали Паем, мог быть крестьянином, получившим земельный надел, или, наоборот, тем, кто делил общинное имущество. Тогда Паенко — «сын Пая», потомок человека, связанного с землёй или разделом.

Третий, более редкий, вариант — от глагола «паять» или от слова «пая» (обезьяна в южнославянских языках), но для украинской среды это маловероятно. Скорее всего, фамилия Паенко — это фонетический вариант от Павленко, который закрепился в определённых регионах Украины, особенно в центральных и восточных областях. Встречается она нечасто, что делает её не шаблонной, а довольно локальной — возможно, в одном-двух сёлах или районах, где произошло стяжение звуков.