Фамилия Панейко звучит на слух как типичная украинская или белорусская, и это верное первое впечатление. Её выдает суффикс -ко, который в восточнославянских языках (особенно в украинском и белорусском) выполняет роль уменьшительности или, чаще, указывает на происхождение по отцу: «чей?» — Панейков сын, сокращенно Панейко. В польском языке похожий суффикс -ko тоже встречается, но для этой фамилии более вероятны земли современной Украины или Беларуси.

Основа фамилии — имя или прозвище Паней. Скорее всего, это народная, обиходная форма крестильного имени Пантелеймон (от греческого «всемилостивый»). В просторечии Пантелеймона называли Пантелеем, а от него уже пошли сокращения вроде Паней, Пана, Паня. Получается, что прозвище или домашнее имя Паней носило вполне конкретное значение — «принадлежащий Пантелею» или «маленький Пантелеймон».

Есть и менее очевидная, но возможная версия. В западных регионах, граничивших с Польшей, слово «пан» (господин, помещик) было бытовым. Суффикс -ей мог придать прозвищу Паней оттенок «барчук» или «тот, кто держится как пан». Однако эта версия слабее: прозвища от «пан» обычно образовывались иначе (Панов, Панько, Панченко), а Паней звучит как уменьшительное от имени, а не от социального статуса.

Фамилия Панейко не относится к числу древних аристократических, но и не поздняя. Она закрепилась в крестьянской и казацкой среде примерно в XVII–XVIII веках, когда фамилии на -ко стали массово фиксироваться в реестрах Войска Запорожского и метрических книгах. Географически она тяготеет к правобережной Украине и югу Беларуси, встречается также среди потомков переселенцев на Кубани и в Сибири.

С точки зрения словообразования, Панейко стоит в одном ряду с фамилиями Андрейко, Дмитрейко, Грицейко. Все они построены по одной модели: основа, оканчивающаяся на -ей, плюс патронимический суффикс -ко. Это указывает на то, что предок носителя фамилии звался Паней, а его дети получили прозвание по отцу, которое со временем закрепилось наследственно.