Фамилия Пепенко образована по типичной для украинских фамилий модели: к основе Пеп добавили суффикс -енко, который исторически означал «сын» или «потомок». Поэтому Пепенко буквально понималось как «сын Пепа». За этим, на первый взгляд, простым словообразованием скрывается несколько возможных историй, и выбрать одну из них сложно.

Чаще всего основу связывают с украинским словом «пiп» — «поп», служитель религиозного культа. В этом случае прозвище Пеп (упрощённая форма от «поп») мог получить либо сам священник, либо, что не менее вероятно, человек, чем-то напоминавший попа — например, носивший длинную одежду или обладавший степенной манерой поведения. Так основатель рода Пепенко мог быть попом, но мог и просто получить меткое бытовое прозвище.

Однако есть и другая версия, менее очевидная, но любопытная. Во владимирских говорах встречается слово «пепа» — так называли человека, который любит побездельничать, полениться. Если прозвище Пеп восходит к этому корню, то оно указывало не на профессию, а на черту характера: ленивого, нерасторопного человека. Эта версия имеет право на существование, хотя и уступает первой в распространённости.

Само прозвище Пеп, изначально присоединённое к наследственному имени, со временем полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. Подобная практика была обычной для крестьянской и казацкой среды: прозвище закреплялось за родом и передавалось детям, превращаясь в фамилию. Суффикс -енко, характерный для восточной Украины, указывает на географию возникновения фамилии — скорее всего, её носители происходят из Полтавской, Черниговской или соседних областей, где такие фамилии массово складывались в XVII–XVIII веках.

Стоит добавить, что фамилия Пепенко — не единственная в этом ряду. Однокоренные Пепченко, Пепеченко, Пепин и Пепов могли возникать независимо в разных регионах, но все они отталкиваются от одной основы. Разница лишь в суффиксах: -ченко и -енко — украинский вариант, -ов и -ин — русский. Это лишний раз подтверждает, что прозвище Пеп было живым и распространённым, а не случайным единичным образованием.