Фамилия Петровенко — наглядный пример того, как украинская модель фамилии «нанизывается» на общеславянское христианское имя. В основе лежит каноническое имя Пётр (от греческого πέτρα — «камень, скала»). Но ключевая особенность здесь — суффикс -енко, который в украинской ономастике XVI–XVIII веков выполнял роль отчества или указания на происхождение: «чей?» — Петровенко, то есть «маленький Пётр» или «сын Петра». В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые закрепились в основном за дворянством и духовенством, -енко стало массовой фамильной формой для казаков, крестьян и мещан Левобережной Украины.

Географически фамилия Петровенко гуще всего встречается в Черниговской, Полтавской и Сумской областях — на территориях бывшего Гетманщины, где фамилии на -енко составляют до 60% всего фамильного фонда. Это не случайно: после реестра Войска Запорожского 1649 года фиксация «прозвищ» стала обязательной, и имя отца с суффиксом -енко было самым простым способом идентификации.

Менее очевидная версия — возможная связь с прозвищем Петровенко, которое могли дать не по имени отца, а по социальному статусу. В некоторых говорах «петровень» или «петровка» означало человека, родившегося или крещённого в Петров пост (с 12 июня по 12 июля). Если бы фамилия пошла от такого прозвища, она бы указывала не на родство, а на календарную привязку, но эта версия менее вероятна: модель -енко почти всегда указывает именно на отчество, а не на праздник.

Интересно, что в русских переписных книгах XVII века фамилия могла записываться иначе — Петровенков, с добавлением русского суффикса -ов к уже готовой украинской основе. Такие «двойные» формы встречаются у переселенцев из Малороссии в центральные губернии: писарь механически добавлял окончание, привычное для местного уха. Так что если в семейных архивах встречается вариант Петровенков — это не ошибка, а следствие адаптации фамилии в иноязычной среде.