Фамилия Полигенько — украинская по происхождению, что выдает характерный суффикс -енко. В украинской ономастике этот суффикс — самый распространенный патронимический (отцовский) маркер, означающий «сын» или «потомок». Буквально Полигенько — это «сын Полигена» или «маленький Полиген».

Основа фамилии восходит к личному имени Полиген. Это имя — редкая народная форма канонического крестильного имени Полиевкт (в русской традиции — Полиевкт, в украинской — Полієвкт, разговорное Полиген). Имя греческого происхождения: «поли» — много, «эвктос» — желанный, то есть «долгожданный» или «многожеланный». В святцах имя Полиевкт носил один из раннехристианских мучеников, почитаемый и в православии.

В украинской среде имя Полиевкт в бытовом обиходе подверглось сильному сокращению и переоформлению. От него пошли такие варианты, как Полиген, Полигей, Полигень. Уменьшительная форма с суффиксом -ень (Полигень) и стала основой для фамилии: к ней добавили типичный украинский суффикс -енко, обозначающий принадлежность к роду. Таким образом, Полигенько — это «сын Полигеня».

Фамилия не относится к числу распространенных. Она бытует преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков украинских переселенцев на Кубани и в других регионах России. Ареал ее бытования связан с территориями, где некогда была распространена украинская фамильная модель на -енко.

С точки зрения социальной истории, фамилии на -енко, как правило, не указывали на дворянское происхождение. В XVIII–XIX веках так оформляли фамилии казаки, крестьяне и мещане. Скорее всего, предок носителя фамилии Полигенько был человеком простого звания, чье имя в документах записали по отцу — через суффикс сыновства.

Встречаются и единичные случаи, когда фамилию могли переосмыслить на русский лад, заменив окончание на -ов, но вариант Полигенько сохранился в исходном виде, что говорит о стойкой украинской традиции в роду.