Фамилия Шеломиенко — характерный пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. Это типичный «патроним»: суффикс в украинском языке означал «сын» или «потомок», поэтому исходно Шеломиенко — «сын Шеломия». Интерес здесь в основе: имя или прозвище Шеломий, от которого пошла фамилия, неочевидно и требует разбора.

Самая вероятная версия связывает Шеломия с украинским или диалектным словом «шелом» — старым названием шлема, воинского головного убора. В украинском языке это слово сохранилось в форме «шолом», но в говорах встречается и «шелом». Прозвище Шелом мог получить либо воин, постоянно носивший шлем, либо мастер-шлемник, изготавливавший такие доспехи. Суффикс -ий в основе Шеломий характерен для украинских прозвищных форм (ср. Коваль — Ковалий, Швець — Швеций), а затем -енко добавило значение «потомок Шеломия».

Вторая, менее распространённая гипотеза выводит основу из древнееврейского имени Шеломо (Соломон). В украинской среде, особенно среди еврейского населения, это имя могло адаптироваться как Шелом, Шеломо, а затем обрасти славянскими суффиксами. Однако фамилия Шеломиенко не фиксируется как типично еврейская — она встречается в основном в украинских и русских контекстах, что делает версию с «шлемом» более правдоподобной.

Географически фамилия Шеломиенко тяготеет к восточным областям Украины, особенно к Сумской, Полтавской и Харьковской. Встречается она и в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XVIII–XIX веках. Среди носителей фамилии нет широко известных исторических фигур — это говорит о её преимущественно крестьянском или казачьем происхождении, без связи с дворянскими родами.

С точки зрения словообразования, фамилия Шеломиенко стоит в одном ряду с такими однокоренными, как Шеломов (русская форма с суффиксом -ов) или Шеломинский (с польско-шляхетским суффиксом). Но именно -енко однозначно указывает на украинские корни и на то, что предок носителя был человеком, имевшим прозвище Шеломий, — скорее всего, военным или ремесленником, связанным с защитным снаряжением.