Фамилия Полушенко звучит очень по-украински, и это первое, что бросается в глаза. Суффикс -енко — классический украинский патронимический формант, означающий «маленький», «сын» или «потомок». В XVI–XVII веках на землях современной Центральной и Восточной Украины фамилии с этим суффиксом получили огромное распространение, сначала как указание на происхождение от отца, а затем закрепившись наследственно. Таким образом, Полушенко — это «сын Полуша» или, по другой версии, «потомок человека по прозвищу Полуша».

В основе фамилии лежит прозвище или имя Полуша. Оно, скорее всего, является сокращённой, уменьшительной формой от крестильного имени Ипполит (в просторечии — Полит) или от славянского имени Полуект (в русской традиции — Полуехт). В украинской среде такие обрубленные формы, как Полуша, были нормой: от Полуекта оставался корень «Пол-», к которому добавлялся ласкательный суффикс -уша. Полуша — это человек, которого в семье называли ласково, но для окружающих это стало фамильным прозвищем.

Есть и менее очевидная, но вполне возможная версия, связанная с географией. В некоторых говорах «полуша» могло означать «половинка» или «нечто неполное». Если предок занимался ремеслом, связанным с дележом чего-либо (например, мельник, получавший долю зерна, или торговец, отмеривавший товар), его могли прозвать Полушей. Однако эта гипотеза уступает первой по частотности: в украинской ономастике прозвища от имён встречаются гораздо чаще, чем от нарицательных слов.

Сейчас фамилия Полушенко распространена не только на Украине, но и в южных регионах России, куда она попала с переселенцами в XVIII–XIX веках. Встречаются также варианты с другим ударением — Полуше́нко или По́лушенко, что может указывать на разную родовую ветвь. В отличие от русских фамилий на -ов/-ин, Полушенко не говорит о принадлежности помещику или боярину — это фамилия свободных крестьян и казаков, которые фиксировали своё происхождение по отцу.