Фамилия Партоленко звучит на украинский лад, и суффикс -енко в ней — главная подсказка. В украинской ономастике этот суффикс указывает на происхождение от отца или главы семьи: Партоленко — буквально «сын Партола» или «человек из рода Партола». Такие фамилии массово закрепились в центральных и восточных регионах Украины в XVII–XVIII веках, когда вместо отчества по отцу стали давать наследственное прозвище.

Основа «Партол» — редкая и неочевидная. Скорее всего, это усеченная или диалектная форма от имени Парфен (Парфений), которое восходит к греческому Παρθένιος («девственный, чистый»). В украинской народной традиции Парфена могли называть Партолом, Партоломієм (под влиянием имени Варфоломій), а потом прозвище сократили до Партол. Менее вероятная версия — связь с польским partolić («медленно, неумело делать»), но она сомнительна: суффикс -енко почти всегда прикрепляется к личным именам, а не к глагольным прозвищам.

В отличие от фамилий вроде Парфенов или Парфентьев, распространенных в России, Партоленко — типично украинская форма. Она могла возникнуть на Левобережье или в Слобожанщине, где суффикс -енко был особенно популярен среди казаков и крестьян. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это говорит о простом социальном происхождении предков: скорее всего, они были реестровыми казаками, мещанами или крепостными.

Сейчас фамилия встречается редко, в основном в Украине и в южных областях России, куда переселялись украинцы в XIX–XX веках. Известных носителей нет, что только подтверждает её «демократичный» характер: это не фамилия знаменитости, а живая память о конкретном роде, где пращура звали Партолом.