Фамилия Сергенко — яркий пример украинской модели фамилии, образованной по продуктивной модели на -енко. Суффикс -енко в украинской ономастике указывает на происхождение по отцу («чей сын» или «чей потомок») и массово закрепился в XVI–XVII веках, особенно среди казачества и крестьянства Левобережной и Слободской Украины. Основа фамилии — имя Сергий (в народной, разговорной форме Сергей). Уменьшительная форма Сергенко, таким образом, буквально означает «Сергеев сын» или «потомок Сергея». Важно, что в основе лежит не полное имя, а его обиходный, бытовой вариант, что типично для народной традиции имянаречения: от Сергия отсекли окончание и добавили суффидж, получив фамилию, которая звучит как патроним, но уже застыла в родовом значении.

Географически фамилия Сергенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкасщине, Киевщине, а также к южным регионам, куда в XVIII–XIX веках переселялись украинские крестьяне и казаки. В России она встречается реже, чаще всего в приграничных с Украиной областях (Белгородская, Воронежская, Ростовская) или как следствие миграций XX века. С точки зрения сословной принадлежности, носители фамилии Сергенко в основном относились к крестьянству и казакам, реже — к мещанству. Дворянских родов с такой фамилией в официальных родословных книгах Российской империи практически не зафиксировано, что подтверждает её народное, непривилегированное происхождение.

Интересная деталь: фамилия Сергенко не имеет вариантов с «твердым» окончанием, как Сергенков (такая форма встречается, но крайне редко и, скорее всего, является результатом русификации). В украинской среде суффикс -енко сохранялся устойчиво, и фамилия не перешла в разряд «русских» на -ов, что говорит о сильной региональной привязке. Сравните с фамилией Сергиенко — она образована от той же основы, но с другим суффиксом (иенко), что характерно для юго-западных украинских говоров. Сергенко же — более «восточная» форма, близкая к типичным полтавским фамилиям.

Спорных версий происхождения у фамилии немного. Иногда её ошибочно связывают с латинским «servus» (раб, слуга) или с польским «sierga» (неуклюжий человек), но эти гипотезы не выдерживают критики: основа Серг- прямо указывает на христианское имя, а суффикс -енко однозначно говорит о патронимическом значении. Поэтому наиболее правдоподобным остаётся объяснение через имя Сергей, Сергий.