Фамилия Пилипенку — редкий пример украинской фамилии, которая сохранила свою исходную форму без русификации. В русском языке её чаще встречают в виде Пилипенко, но окончание -у выдаёт носителя, который либо не адаптировал фамилию под русскую грамматику, либо происходит из региона, где форма на -у была нормой (например, в некоторых говорах Черниговщины или Полтавщины).

В основе фамилии лежит крестильное имя Филипп, которое в украинской народной традиции превратилось в Пилип. Суффикс -енк-о (или -енк-у) — классический патронимический формант украинских фамилий, означающий «сын» или «потомок». То есть Пилипенко (Пилипенку) — буквально «сын Пилипа». Такая модель была особенно распространена в XVII–XIX веках среди казачества и крестьянства Левобережной Украины, где фамилии на -енко стали массовым явлением.

Форма Пилипенку могла возникнуть как застывшая форма родительного или дательного падежа (кого? — Пилипенка, кому? — Пилипенку), которая в устной речи закрепилась в качестве фамилии. Встречается такое явление в западных областях Украины, а также у потомков украинских переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке, где фамилии нередко фиксировались в косвенных падежах по ошибке переписчиков.

С точки зрения социальной истории, Пилипенко — типичная фамилия казацкого или селянского происхождения. Предки носителя могли быть ремесленниками, хлеборобами или служилыми людьми, но точных данных о сословной принадлежности без генеалогического поиска нет. Уникальность варианта Пилипенку в том, что он почти не встречается в официальных документах XIX века — это скорее живая, устная форма, которая дожила до наших дней в отдельных семьях.