Фамилия Сербеенко — характерный пример украинской фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -енко. В украинской ономастике этот суффикс указывал на происхождение по отцу: Сербеенко — буквально «сын Сербея» или «потомок Сербея». Такие фамилии массово закрепились на Левобережной и Степной Украине в XVII–XVIII веках, вытесняя более ранние прозвища.

Основа фамилии — личное имя или прозвище Сербей. Скорее всего, оно происходит от этнонима «серб»: так в старину на Руси и в Речи Посполитой называли выходцев с Балкан, в том числе сербов, болгар или даже волохов. Прибавление суффикса -ей (как в именах Матвей, Тимофей, Андрей) — редкий, но известный способ русификации или украинизации чужого корня. То есть Сербей — это не просто «серб», а человек, которого прозвали Сербом или который сам себя так называл, а затем это прозвище превратилось в крестильное или уличное имя.

Встречается и версия, что основа могла быть топонимической: от названия села или урочища Сербей, Сербы, Сербиновка. Такие названия есть в Черкасской, Винницкой и Киевской областях. Тогда фамилия указывала бы на выходца из этого места.

Фамилия Сербеенко — довольно редкая. Её носители, судя по архивным данным, концентрируются на севере и в центре Украины: Черниговщина, Полтавщина, Сумщина. Встречаются также варианты написания с одной «е» — Сербенко, но форма с двумя «е» (Сербеенко) более архаична и точнее передаёт исходную основу.

В отличие от распространённых фамилий на -енко (Шевченко, Бондаренко), эта не имеет очевидной профессиональной привязки. Её носители, скорее всего, были крестьянами или казаками, а первичное прозвище Сербей могло закрепиться за человеком, который выделялся внешностью, говором или происхождением из южнославянских земель.