Фамилия Пухаленко — яркий пример украинской модели фамилии, образованной по патронимическому принципу. Суффикс -енко, один из самых распространённых в украинской ономастике, означает «потомок» или «сын». Таким образом, Пухаленко — это буквально «сын Пухала» или «потомок Пухала». В основе фамилии лежит прозвище Пухало, которое могло иметь несколько значений.

Самое очевидное объяснение связано с пухом. Прозвище Пухало могли дать человеку за мягкий, покладистый характер, за пушистые волосы или, напротив, за любовь к перинам и пуховикам — возможно, он был скорняком, обрабатывавшим птичий пух, или торговцем перинами. В украинских говорах слово «пух» могло означать не только птичий пух, но и легкий снег или пену, что добавляет прозвищу образности: так могли назвать человека с очень светлыми, «пуховыми» волосами.

Менее очевидная, но более интересная версия связывает прозвище Пухало с диалектным глаголом «пухати» — дышать, пыхтеть, дуть. В этом случае прозвище могло закрепиться за человеком, который тяжело дышал, пыхтел при ходьбе, или же, в переносном смысле, за говорливым, «пускающим пузыри» болтуном. Есть и третий, совсем редкий вариант: в некоторых регионах «пухало» называли инструмент для взбивания пуха или даже небольшой мех для раздувания огня. Тогда прозвище указывало на ремесло предка.

Географически фамилия Пухаленко наиболее характерна для центральных и восточных областей Украины, особенно для Полтавщины и Черкащины — исторических территорий, где формант -енко доминировал с XVI века. В России фамилия встречается реже, чаще всего как результат миграции украинских крестьян в XIX–XX веках.

С точки зрения социального статуса, фамилия Пухаленко, как и большинство фамилий на -енко, изначально не была дворянской. Она принадлежала к широкому слою казачества и крестьянства. В реестрах Войска Запорожского и в метрических книгах XVII–XVIII веков такие фамилии фиксировали как личные прозвища, которые затем закреплялись за потомками. Интересно, что в русском языке фамилия иногда искажалась до Пухоленко или Пухальников, но исходная украинская форма сохраняет чёткую связь с прозвищем-основой.