Фамилия Пантелейменко — один из тех случаев, когда написание хранит прямую подсказку о происхождении. В её основе лежит каноническое имя Пантелеймон (от греческого panteleimon — «всемилостивый»). Однако в фамилии закрепилась не полная, а сокращённая народная форма этого имени — Пантелеймен (с утратой конечного -н или, точнее, с перестройкой на более привычный для восточных славян суффикс -ен). Такое усечение часто встречалось в разговорной речи: Пантелеймон превращался в Пантелея, Пантелеймена или просто Пантелея.

Суффикс -енко — классический украинский патронимический суффикс, указывающий на происхождение от отца («чей сын?» — Пантелейменков). В XVII–XVIII веках фамилии на -енко массово фиксировались в казацкой среде Левобережной и Слободской Украины. Поэтому Пантелейменко — это «сын Пантелеймена», то есть потомок человека, носившего это имя в бытовом, нецерковном варианте.

Примечательно, что в официальных документах, например в метрических книгах или ревизских сказках, ту же семью могли записать иначе: Пантелеймонов, Пантелеев или Пантелейменков. Форма на -енко закрепилась именно в тех регионах, где украинская антропонимическая модель вытеснила великорусскую (на -ов). Если ваш предок носил фамилию Пантелейменко, он почти наверняка происходил из крестьянской или казачьей среды юга России или востока Украины — из Черниговской, Полтавской, Харьковской губерний, а также из бывших земель Войска Донского, где украинское влияние было сильным.

Спорных версий у этой фамилии почти нет: корень прозрачный, суффикс однозначный. Единственное, что может сбить с толку, — это буква «е» во втором слоге (Пантелей-, а не Пантеле-). Она как раз и выдаёт ту самую разговорную форму имени, которая не вошла в святцы, но прочно жила в народе. Так что фамилия Пантелейменко — не канцелярская ошибка, а точная запись того, как человека звали в повседневной жизни.