Фамилия Серобабенко — одна из тех, где необычное сочетание корней сразу привлекает внимание. Первая часть, «серо-», в русских фамилиях обычно указывает на цвет: серый. Но вторая часть — «баб(а)» — заставляет задуматься: прозвище Серобаба могло относиться к женщине с седыми или пепельными волосами, либо к мужчине, которого так дразнили за бледность, невзрачность или даже за то, что он «бабий» по характеру (например, чрезмерно мягкий или занятый женской работой). Суффикс «-енко» типичен для украинской ономастики: он образует отчества или фамилии по модели «чей сын». То есть Серобабенко — буквально «потомок Серобабы», человека, носившего такое прозвище.

Украинское происхождение фамилии подтверждается и географией. По данным современных исследований, наибольшая концентрация носителей Серобабенко встречается в восточных и центральных областях Украины — в Харьковской, Полтавской, Днепропетровской. В России фамилия редка и встречается преимущественно в южных регионах, граничащих с Украиной, что указывает на миграцию в XVIII–XIX веках.

Есть и другая версия, менее вероятная. Некоторые этимологи допускают, что «серо-» могло быть не цветом, а искажением имени или прозвища, например, от «Серёжа» или «Серафим». Но против этого говорит устойчивость формы: в документах XVIII–XIX веков (например, в метрических книгах Слобожанщины) фамилия последовательно пишется через «о» и с корнем «баб-», что исключает случайную описку. Кроме того, в украинских говорах слово «серобаба» фиксируется как прозвище для человека с невыразительной внешностью, что делает цветовую версию основной.

Социальный контекст фамилии типичен для украинского крестьянства и казачества. Прозвища, перешедшие в фамилии, часто давались не по роду занятий, а по внешним приметам или поведению. Серобабенко — не исключение: предки носителя скорее всего были простыми людьми, возможно, казаками или мещанами, жившими в небольших селах. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её народное происхождение.

В современном русском языке фамилия не склоняется по падежам в мужском роде (Серобабенко приехал), но в женском может оставаться неизменной (у Анны Серобабенко). Интересно, что в украинском языке ударение чаще падает на последний слог — Серобабе́нко, тогда как в русском произношении встречается и вариант с ударением на «о» — Серо́бабенко. Эта вариативность — ещё одно свидетельство переходного характера фамилии между двумя культурами.