Фамилия Пененко — звонкий пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. В украинской ономастике этот суффикс — один из самых распространённых, он примерно соответствует русским -ов/-ев, но указывает не на принадлежность отцу («чей сын»), а на происхождение: Пененко — буквально «маленький Пеня» или «сын Пени». Вся фамилия держится на личном имени или прозвище Пеня.

Что скрывается за основой «Пеня»? Тут возможны два основных пути. Первый — уменьшительная форма от канонического крестильного имени Пантелеимон (в народе — Пантелей, Пантюха, Пеня). Второй, не менее вероятный, — прозвище, данное человеку с характерным говором или манерой речи. В украинских и южнорусских говорах «пенять» означает «упрекать», «выговаривать», «жаловаться». Человека, который любил читать нотации или постоянно сетовал на жизнь, могли прозвать Пеней. Есть и более прозаическая версия: в некоторых диалектах «пеня» — это пень или обрубок дерева, прозвище для коренастого, невысокого человека.

Географически фамилия Пененко тяготеет к восточным и центральным областям Украины — Полтавщине, Сумщине, Черкасчине. Встречается она и в России, куда попала вместе с миграцией малороссийского крестьянства и казачества в XVIII–XIX веках. В ревизских сказках и метрических книгах XIX века Пененко фиксируются преимущественно как мещане и казаки — сословия, где фамилии на -енко были нормой.

С точки зрения морфологии фамилия не склоняется по падежам в мужском и женском вариантах — это типичная черта украинских фамилий на -енко, которая в русском языке часто вызывает путаницу. Форма «Пененко» — исходная, ударение падает на второй слог: Пе-не́н-ко.

В целом, фамилия Пененко — яркий маркер украинского происхождения, а её носители, скорее всего, потомки людей, получивших прозвище по характеру, речи или внешности.