Фамилия Шапенко — яркий пример украинской модели фамильного словообразования. Суффикс -енко является типичным для восточных и центральных областей Украины и обозначает «маленький», «сын» или «потомок» того, кто назван в корне. Таким образом, Шапенко — это «сын Шапы» или «потомок Шапы». Вопрос упирается в то, что скрывалось за этим прозвищем.

Скорее всего, основа «Шап-» связана с головным убором — шапкой. В украинском языке слово «шапка» имело те же значения, что и в русском. Прозвище Шапа могли дать человеку, который постоянно носил заметную, необычную шапку, либо, по контрасту, тому, кто ходил без неё. В старину прозвища по одежде и головным уборам были распространены: Шапка, Шапочник, Шаповал (валяльщик шапок). В этом ряду Шапа — усечённая или ласкательная форма.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с глаголом «шапати» (в некоторых говорах — «шлёпать», «хлопать»). Тогда Шапой могли прозвать человека с тяжёлой походкой или того, кто, например, хлопал дверями. Однако эта версия слабее, так как «шапка» — более очевидный и частый источник прозвищ.

По географии фамилия Шапенко — типичная для Левобережной Украины и юга России. Наибольшая концентрация носителей традиционно фиксируется в Сумской, Полтавской и Харьковской областях. В России фамилия встречается повсеместно, но чаще в регионах, граничащих с Украиной, и среди казачества.

В сословном плане фамилия не указывает на дворянство. Шапенко — фамилия крестьянская и казацкая. Носители её, скорее всего, были свободными земледельцами, ремесленниками или казаками. В реестрах Войска Запорожского встречаются прозвища, созвучные этой основе, что подтверждает её давнюю историю в казачьей среде.