Фамилия Пихиенко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала массово вытеснять другие патронимические суффиксы в Поднепровье, Слобожанщине и на юге России. Суффикс -енко в украинском языке превращал имя или прозвище отца в фамилию потомка — буквально «маленький», «сын такого-то». Поэтому Пихиенко — это «сын Пихия» или «потомок человека по прозвищу Пихой».

Основа фамилии — прозвище Пихо (или Пихой). В русских и украинских говорах глагол «пихать» и производные от него имели широкий спектр значений: от «толкать, теснить» до «суетиться, торопиться» или «навязчиво лезть». Человек, получивший прозвище Пихо, мог быть суетливым, непоседливым, либо, наоборот, грубоватым, напористым — тем, кто «пихается». В некоторых диалектах «пихнуть» означало «ударить», что тоже могло лечь в основу прозвища.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «пих» — так в некоторых областях называли хвойный лес, чащу, а в говорах Западной Украины «пих» могло означать «сосна» (от польского picha). В таком случае прозвище могло достаться человеку, жившему в сосновом бору или занимавшемуся заготовкой леса. Однако для фамилии Пихиенко эта версия слабее: суффикс -енко обычно крепится к личным именам и прозвищам, а не к названиям деревьев или мест.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Черкасской, Полтавской, Сумской, а также к югу России, куда переселенцы приносили малороссийские фамилии. В дореволюционных метрических книгах фамилия встречается в основном в среде казаков и крестьян — дворянских родов с такой фамилией нет. Это типичная «народная» фамилия, образованная не от крестильного имени, а от бытового прозвища, что делает её особенно ценной для историков: она сохранила живое слово, вышедшее из употребления.