Фамилия Покуленко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала самой продуктивной на Левобережье и Слобожанщине. Суффикс -енко изначально означал «маленький» или «сын того, кто назван в основе»: Покуленко — буквально «сын Покула» (или «маленький Покул»). Это отчество-прозвище, застывшее в фамилии.

Основа «Покул» — нечастая и потому особенно интересная. В ней можно разглядеть корень «кул-», который в украинских и белорусских говорах имел несколько значений. Самое вероятное: «кул» — это мешок, куль (от тюркского «kul» — мешок, котомка). Тогда Покул — прозвище человека, который либо торговал кулями (мешками), либо носил с собой большой куль, либо был плотным, мешковатым. Менее вероятная версия связывает «покул» с диалектным глаголом «покулити» — скрючить, согнуть, что могло относиться к осанке или походке.

По географии фамилия Покуленко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Черкасской, Полтавской, Киевской. В России она встречается значительно реже, в основном как след переселений конца XIX — начала XX века, когда украинские крестьяне осваивали Кубань, Дон и юг Сибири. Социальный состав носителей — почти всегда крестьянство или казачество: фамилии на -енко у украинской знати встречались, но в гораздо меньшей пропорции, чем у простого люда.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает уточнить картину. Есть украинские фамилии Куленко, Покулько, Куль — все они образованы от того же корня «кул». Покуленко отличается приставкой «по-», которая могла иметь значение «потомок того, кто связан с кулем» или быть частью прозвища-характеристики. В любом случае, фамилия недвусмысленно указывает на украинское происхождение и бытовую, ремесленную или внешностную основу прозвища, а не на церковное имя.