Фамилия Пиренко — характерный пример восточнославянской модели на -енко, самой продуктивной на землях современной Украины. Суффикс -енко в XVI–XVIII веках означал «сын», «потомок» или «молодой человек», а со временем закрепился как фамильный. Поэтому Пиренко — это буквально «сын Пирена» или «потомок Пирена».

Основа фамилии — личное имя или прозвище Пирен. Тут возможны два пути. Первый: Пирен — это форма крестильного имени Пимен (от греческого poimen — «пастух», «пастырь»). В народной речи Пимен легко превращался в Пирен через замену окончания или под влиянием других имен. Второй вариант: прозвище от диалектного слова «пир» — праздник, пирушка. Тогда Пиреном могли называть любителя гуляний, хлебосольного человека или того, кто устраивал пиры. В украинских говорах есть и слово «пирій» (пырей — сорная трава), но оно дало бы форму Пирієнко, так что этот корень менее вероятен.

География фамилии подтверждает украинское происхождение. По данным переписей и телефонных справочников, Пиренко чаще всего встречается в центральных и восточных областях Украины — Черкасской, Полтавской, Днепропетровской, а также в смежных регионах России (Белгородская, Курская области). В списках реестрового казачества XVIII века такая фамилия не зафиксирована, но ее носители могли быть в среде крестьян или мещан.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Пиренков, Пириненко, Пиронов — показывает, что Пиренко стоит ближе к уменьшительно-ласкательной форме имени. Если бы основа была прозвищной, скорее появились бы варианты вроде Пиров или Пиренев. Так что версия с именем Пимен выглядит предпочтительнее: фамилия возникла как патроним, то есть указание на отца по имени.

В дореволюционных метрических книгах Киевской губернии встречаются записи о крестьянах Пиренко, что говорит о непривилегированном происхождении большинства носителей. Дворянских родов с такой фамилией не известно.