Фамилия Шеболенко — характерный пример восточноукраинского антропонимического типа. Её образует суффикс -енко, который в XVI–XVII веках закрепился в Поднепровье и Слобожанщине как главный показатель патронимической фамилии (буквально «маленький», «сын такого-то»). Этот суффикс почти полностью вытеснил в этих землях русские -ов/-ев и польские -ский. Поэтому искать корни Шеболенко стоит прежде всего на территории современной Полтавской, Черкасской, Сумской или Харьковской областей.

Основа фамилии — прозвище Ше́бола (или Шебо́ла). Его происхождение неочевидно, и здесь есть две правдоподобные версии, причём одна заметно весомее другой.

Первая и наиболее вероятная: прозвище связано с диалектным глаголом шеболить, шеболать — «чесать, скрести, теребить», а в переносном смысле — «говорить без умолку, болтать, тараторить». В украинских и южнорусских говорах «шебола» — это болтун, пустомеля, человек с быстрой, сбивчивой речью. Такое прозвище давали либо говорливому человеку, либо тому, кто работал с шумом, грохотом, «шебуршением» (например, на мельнице или в кузнице, где постоянно что-то скребут и трут). По этой версии, Шеболенко — потомок человека по прозвищу Шебола.

Вторая версия, менее убедительная, возводит основу к тюркскому корню. В языках кочевников есть слова со значением «сбруя», «украшение», «побрякушка» (ср. татарское чибәләк — «подвеска»). Однако для фамилии, бытующей в оседлой земледельческой зоне, эта этимология выглядит натянутой: тюркские заимствования в украинских прозвищах обычно связаны с воинским бытом или скотоводством, а не с болтовнёй или мелкой работой. Первая версия — и по географическому ареалу, и по логике словообразования — значительно надёжнее.

Фамилия не относится к дворянским или священническим (у тех преобладали фамилии на -ский). Шеболенко — типичная крестьянская или казацкая фамилия, возникшая в среде свободных или вольных людей, где прозвище давали по внешнему признаку или поведению, а не по роду занятий. В XIX веке носители фамилии фиксируются в метрических книгах Полтавской губернии, что подтверждает её локальный характер. Сейчас Шеболенко встречается и в России, и в Беларуси, но наибольшая плотность остаётся на левобережной Украине.