Фамилия Поперенко — один из тех случаев, когда внешне прозрачная основа таит в себе несколько возможных объяснений, и выбрать единственное можно только с оговорками. На первый взгляд, корень «попер» наводит на мысль о священнике (поп), но суффикс «-енко» здесь работает не так, как в фамилиях типа Попенко. В украинской модели фамилий на «-енко» этот суффикс обычно означает «сын» или «потомок» (Петренко — сын Петра). Если бы фамилия строилась напрямую от слова «поп», ожидалась бы форма Попенко, а не Поперенко.

Более убедительная версия отталкивается от прозвища или мирского имени Поперя. В старых русских и украинских говорах «поперя» — это нечто, связанное с поперечным направлением, либо человек, который всё делает наперекор, «поперёк». Прозвище Поперя могли дать упрямому, своенравному человеку, который любил спорить и действовать вопреки общему мнению. От этого прозвища образовалась фамилия Поперенко — буквально «сын Попери». Такая модель обычна: от прозвища на «-я» (Косаря, Гуля) через суффикс «-енко» получали фамилии Косаренко, Гуленко.

Вторая версия, менее вероятная, но не исключённая, связывает фамилию с диалектным словом «попер» — так в некоторых областях называли перец или острую приправу. Тогда прозвище Поперь могло относиться к человеку с острым языком или, напротив, к торговцу пряностями. Однако фонетически переход от «перец» к «попер» встречается редко, и эта гипотеза уступает первой по распространённости.

Географически фамилия Поперенко тяготеет к восточной Украине и югу России, где фамилии на «-енко» особенно характерны. Встречается она и в Беларуси, но там чаще фиксируют форму Поперко. В документах XIX века носители фамилии значатся в основном среди крестьян и казаков Черниговской, Полтавской и Харьковской губерний — то есть в среде, где прозвища были повседневной частью быта.

Таким образом, наиболее вероятное значение фамилии Поперенко — «сын упрямого человека» или «потомок того, кто шёл наперекор». Это бытовое прозвище, закрепившееся в роду, а не указание на профессию или сословие.