Фамилия Панищенко — характерный пример украинской модели фамилии на -енко, которая означает «маленький», «сын» или «потомок». В данном случае основа — Панищ(а), а суффикс -енко указывает на родство. Буквально: сын или потомок Панищи. Такая словообразовательная модель была особенно распространена в левобережной Украине, на Слобожанщине и в южных регионах Российской империи, где украинское население составляло большинство.

Корень фамилии спорен и даёт несколько версий. Самая вероятная — от имени или прозвища Панища, которое могло быть уменьшительной формой крестильного имени Пантелеймон (в просторечии Пантелей, Панько, Паниша). Украинские фамилии с суффиксом -ищ(а) нередко обозначали людей крупного телосложения или с яркой внешностью (ср. Головища, Бородища), но в данном случае -ищ- могло быть и просто разговорным вариантом основы, без увеличительного значения. Менее убедительна версия о связи с польским pan (пан, господин) — для фамилий крестьянского сословия, к которому чаще всего относились носители -енко, такая основа маловероятна.

С точки зрения сословной истории, фамилия Панищенко почти наверняка принадлежала казацкой или крестьянской среде. В реестрах Войска Запорожского и в исповедных ведомостях Полтавской, Черниговской и Харьковской губерний встречаются однофамильцы с той же основой, что подтверждает украинский ареал. В русском языке фамилия прижилась без изменений, но при переезде в центральные губернии могла писаться через «о» — Понищенко (по принципу аканья на письме, хотя это и не было нормой).

Примечательно, что фамилия Панищенко не имеет распространённого варианта с русским суффиксом -ов (Панищев). Это говорит о том, что её носители долго сохраняли украинскую языковую среду и не подверглись обрусе́нию фамилии при переписях. Сегодня она встречается преимущественно в Украине, а также в русскоязычных регионах, куда переселялись крестьяне в XIX — начале XX века: Кубань, Дон, юг Сибири.