Фамилия Самболенко — характерный пример фамилии на -енко, распространённой в украинской ономастике. Такие фамилии обычно означали «сын» или «потомок» человека, чьё имя или прозвище легло в основу. Суффикс -енко — один из самых продуктивных в украинской фамильной системе, он указывает на происхождение из крестьянской или казацкой среды, где фамилии формировались в XVI–XVIII веках.

Основа Самбол- вызывает вопросы. Первая и наиболее вероятная версия — связь с прозвищем Самбол, которое могло быть диалектным вариантом имени Самойло (Самойл). В украинских говорах имя Самойло (от древнееврейского Шмуэль — «услышанный Богом») нередко сокращали до Самбо или Самболь. Прибавив суффикс -енко, получили Самболенко — «сын Самбола». Такая модель типична: от полных и уменьшительных форм имён образовывались фамилии (ср. Иваненко — от Иван, Гриценко — от Гриць).

Вторая версия — топонимическая. На Украине есть село Самбір (Львовская область) и город Самбор (Польша). Однако жителей Самбора называют самбірчанами или самборянами, а форма Самболенко не вписывается в стандартные модели образования от названий мест. Скорее всего, совпадение случайное, либо основа Самбол — это искажённое «самбор» в местном говоре.

Третья, менее правдоподобная гипотеза — от прозвища Самбол, данного человеку с независимым или своенравным характером (от «сам» и «боль» — «сам себе боль»). Но это народная этимология, не подтверждённая письменными источниками.

Географически фамилия Самболенко встречается преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XIX веке. В списках реестрового казачества и переписей XVIII века эта фамилия не зафиксирована, что говорит о её более позднем возникновении — скорее всего, в XIX веке, когда фамилии активно закреплялись за крестьянами после отмены крепостного права.

Однокоренные фамилии — Самболов, Самболин (русская модель на -ов/-ин) — встречаются редко и, вероятно, имеют ту же основу. Самболенко — фамилия, которая ясно указывает на украинские корни и на то, что предок носил имя или прозвище, производное от Самойло.