Фамилия Полхутенко — характерный пример украинской модели образования фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках закрепилась как основная на Левобережной и Слободской Украине. Суффикс -енко изначально означал «маленький» или «сын», то есть Полхутенко — это «сын Полхуты» или «потомок Полхуты».

Основа фамилии — прозвище Полхута. Оно неочевидно и допускает две основные версии происхождения. Первая: от украинского или польского слова, связанного с «пол-» (половина) и какой-то второй частью. Например, «полхута» могло означать человека, владеющего половиной хутора, или того, кто жил на полпути к хутору. Такие составные прозвища, описывающие имущественное положение или место жительства, встречаются в украинской антропонимии (ср. Полупан, Полуботок). Вторая, менее вероятная, версия: искажённое имя Поликарп или Палладий в народном произношении, когда от полного имени осталась только первая часть, переосмысленная как Полхута. Однако фонетически переход от Поликарпа к Полхуте неочевиден, и первая версия выглядит убедительнее.

В написании фамилии возможны варианты: Палхутенко (под влиянием аканья в южнорусских говорах) или Полхутенко с ударением на второй или третий слог. Встречаемость фамилии невысокая, она сосредоточена в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков переселенцев на Кубани и в Ставрополье. Сословно носители фамилии относились к казачеству и крестьянству, никаких дворянских родов Полхутенко в «Бархатной книге» или других родословных сборниках не зафиксировано.

Таким образом, фамилия Полхутенко — это типичная украинская фамилия, образованная от прозвища, описывающего человека по месту жительства или хозяйственному статусу. Её носители — потомки тех, кого когда-то называли «полхутин сын».