Фамилия Павлющенко — яркий образец украинской модели фамилеобразования на -енко. Суффикс -енко в XVII–XVIII веках был главным маркером «сына» или «потомка» в Поднепровье, Слобожанщине и на юге России, куда фамилию принесли переселенцы. В основе лежит каноническое имя Павел (от латинского paulus — «малый»), но не напрямую, а через уменьшительную форму Павлюк. Павлющенко — это «внук Павлюка», то есть человек из рода, основателем которого был некий Павлюк (маленький Павел, Павлик).

Интересно, что в украинской ономастике существовал параллельный вариант Павлюченко, где суффикс -ченко присоединялся к основе Павлюк. Форма Павлющенко встречается реже и имеет более выраженную южную или западную окраску — её фиксируют в исторических записях Черкасской, Полтавской и Херсонской губерний. Если Павлюченко могло означать «сын Павлюка», то Павлющенко — уже «внук» или «потомок» с тем же корнем, но с другой ступенью суффиксации.

С точки зрения социального происхождения, Павлющенко — фамилия казацко-крестьянская. В реестрах Войска Запорожского и в метрических книгах XVIII века такие фамилии на -енко носили в основном свободные люди, не приписанные к дворянству. Позднее, после ликвидации Гетманщины, многие Павлющенко оказались в сословии государственных крестьян или мещан. Дворянской ветви у этой фамилии не сложилось — в «Общем гербовнике» она не значится.

Родственные фамилии по той же модели — Павлюченко, Павлюков, Павлюкевич, Павлов. Но Павлющенко стоит особняком: это не просто производное от Павла, а указание на конкретную родовую ветвь, где предка звали Павлюк. В бытовой речи XIX века такое окончание нередко путали с польским -щик или -ский, но этимологически оно чисто украинское, уменьшительно-патронимическое.

Сегодня фамилия распространена в Украине, России (особенно в Ростовской области и Краснодарском крае), а также в Беларуси. Встречается и в диаспоре — среди потомков эмигрантов первой волны в Аргентине и Канаде.