Фамилия Панаженко — типичный пример восточноукраинской модели образования, где суффикс -енко указывает на происхождение по отцу: буквально «сын Панажена» или «потомок Панажена». Основа здесь — не церковное имя, а прозвище или патроним, который сам по себе уже является производным.

Корень «Панаж-» восходит к имени Панас (народная форма канонического Афанасий, от греческого «бессмертный»). В украинской традиции имя Панас давалось часто, а его уменьшительные формы — Панаско, Панасюк, Панасенко — легли в основу многих фамилий. Но Панаженко стоит особняком: суффикс -ж- в середине слова указывает на то, что исходной формой было не просто имя, а прозвище Панажа — так могли назвать человека с какой-то характерной чертой, связанной с именем Панас, или же это вариант патронима от отчества Панажин (например, «Панажин сын»).

По географии фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Киевщине. Встречается она нечасто, что говорит о её локальном происхождении: скорее всего, предки носителей жили в одном селе или хуторе, где прозвище Панажа закрепилось за целым родом. В списках казацких реестров и метрических книгах XVIII–XIX веков такая фамилия могла фиксироваться как Панаженко, реже — Панажин.

Сословно предки Панаженко, вероятнее всего, были казаками или крестьянами: суффикс -енко в украинской антропонимии XVII–XVIII веков широко использовался именно в этих средах, а дворянские фамилии чаще образовывались по польской или русской моде (на -ский, -ов). Никакого благородного происхождения за этой фамилией не тянется, но её история — живой след того, как простое имя Панас обрастало местными вариантами и превращалось в родовое имя.