Фамилия Плиханенко принадлежит к распространённому в восточной Украине типу фамилий на -енко. Суффикс -енко, по наблюдениям лингвиста Б. Унбегауна, в XVI—XVII веках был основным патронимическим показателем на Левобережной Украине и означал «сын» или «потомок». Таким образом, Плиханенко — это буквально «сын Плихана» или «маленький Плихан».

Основа фамилии — Плихан. Это имя или прозвище, которое, скорее всего, происходит от слова «плих» или «пліх». В украинских говорах «пліх» имеет несколько значений. Самое вероятное — «плесень», «налет», «тина» (в болотистой местности) или, в переносном смысле, «неопрятный, неряшливый человек». В некоторых диалектах «пліх» означает «гнилая рыба» или «отходы». Встречается и значение «плохая, слабая водка» (сивуха). Менее распространённая версия связывает Плихана с глаголом «пліхкати» — плескаться, бултыхаться в воде.

Не исключено, что Плихан — это народная форма какого-то крестильного имени, например, Платон (через вариант Плитон) или Филипп (через Пилип). Однако фонетически переход от Платона или Филиппа к Плихану неочевиден, и версия с прозвищем по внешнему виду или роду занятий выглядит убедительнее.

Регионально фамилия Плиханенко наиболее характерна для Полтавской, Сумской и Черкасской областей Украины. Предком носителя этой фамилии был человек, которого в сельской общине прозвали Плиханом — возможно, за неопрятность, за то, что он работал с рыбой или жил у болота. Сын такого человека и получил фамилию Плиханенко. Важно помнить, что прозвища в ту эпоху давались не столько для оскорбления, сколько для точной идентификации человека в условиях, когда официальных фамилий у простых людей не было.