Фамилия Потапенеко звучит как загадка: в ней слышится и что-то украинское, и что-то не до конца оформленное. На самом деле перед нами редкий случай, когда фамилия, скорее всего, не украинская, а белорусская или западнорусская, и образована по нестандартной модели. Если отбросить суффикс, основа — «Потапен» — это форма от имени Потап (каноническое Патапий, в народном произношении Потап). Но самое интересное — окончание «-еко». В украинском языке типичный суффикс патронимической фамилии — «-енко» (Потапенко). Здесь же мы видим «-еко», что характерно для белорусской и отчасти польской ономастики, где суффикс мог редуцироваться или заменяться по говорам. То есть Потапенеко — это вариант фамилии Потапенко, но с местным диалектным окончанием, которое закрепилось в написании.

Основа фамилии восходит к крестильному имени Потап. В святцах это имя носил преподобный Патапий Фивский (египетский пустынник V века). В русском быту имя Потап было распространено среди крестьян и мещан, особенно в западных губерниях. От него образовывали множество производных: Потапов, Потапкин, Потапеня, Потапенко. Фамилия Потапенеко, таким образом, означает «потомок Потапа» или «маленький Потап» (в уменьшительно-ласкательном смысле, через суффикс «-ен»).

Географически фамилия тяготеет к восточным районам Беларуси и к Смоленщине — территориям, где пересекались русское и белорусское влияние, а фамилии на «-еко» фиксируются в документах XIX века как редкий вариант. В современных базах Потапенеко встречается единично, что подтверждает её локальный, почти исчезнувший характер. Носители фамилии, вероятно, были крестьянами или однодворцами, а сама фамилия не получила широкого распространения из-за того, что её вытеснил более массовый вариант «Потапенко».

Можно предположить, что первоначально прозвище Потапеня (от Потап + суффикс -еня, обозначающий сына или ученика) в одном из говоров превратилось в Потапенеко под влиянием местной фонетики. Это не ошибка писаря, а живая народная форма, которая не вписалась в стандартную украинскую модель. Поэтому для носителя фамилии Потапенеко предки, скорее всего, были выходцами из белорусско-русского пограничья, а сама фамилия — редкий диалектный след, сохранившийся в написании.