Фамилия Плотаненко — характерный пример восточноукраинской модели фамилий, образованных с помощью продуктивного суффикса -енко. В XVII–XIX веках этот суффикс, первоначально указывавший на сына или ученика («чей?» — Плотаненко, то есть сын Плотана), стал доминирующим в Левобережной Украине, особенно в Полтавской и Черниговской губерниях. Носители такой фамилии — потомки человека, которого в народе прозвали Плотан.

Корень «плотан» — неочевидный, и здесь возможны две версии, причём одна из них явно слабее. Первая и самая правдоподобная: основа связана с украинским словом «пліт» (плетень, изгородь) или его диалектными формами. В старину плетение изгородей было распространённым занятием, и мастера нередко получали прозвище Плотан (или Плетань) — «тот, кто плетёт». В украинских говорах встречается и слово «плотати» — плести, чинить плетень. Таким образом, предок Плотаненко мог быть ремесленником, занимавшимся плетнёвыми работами: строил ограды, корзины или даже рыбацкие снасти.

Вторая версия — от гидронима или географического названия. На Украине есть несколько речек с названием Плота (например, в Харьковской области), а также сёла Плота и Плотанка. Прозвище Плотан могли дать человеку, жившему у такой реки или выходцу из соответствующего села. Однако эта гипотеза менее вероятна: в основе украинских фамилий на -енко чаще лежат личные прозвища по профессии или внешности, а не топонимы, которые обычно дают фамилии на -ский.

Географически фамилия Плотаненко наиболее плотно представлена в центральных и восточных областях Украины — Полтавской, Сумской, Харьковской, а также в прилегающих районах России (Белгородская, Курская области). Это типичная «кустовая» фамилия, не распылившаяся по всей стране, а закрепившаяся в пределах нескольких уездов, что говорит о её относительно позднем оформлении (XVIII–XIX века) и локальном происхождении.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в ряду с такими же прозвищными основами, как Коваленко (от коваль), Бондаренко (от бондарь), Шевченко (от швец). Разница лишь в том, что ремесло плетения было менее престижным, чем кузнечное или портняжное, и не оставило столь широкого следа в фамилиях. Поэтому Плотаненко — более редкая и узко-профессиональная фамилия, указывающая на конкретный, почти ушедший в прошлое вид труда.