Фамилия Шепелеко — редкий случай, когда прозвище человека сохранилось в почти неизменном виде, лишь обработанное типичным украинским суффиксом. В основе лежит слово «шепель» или «шепелявый» — человек с дефектом речи, который шепелявит. Прозвища по физическим или речевым особенностям были одними из самых распространённых на Руси, и Шепель фиксируется в документах уже в XV–XVI веках. Встречается, например, в актах XVI века «Шепель, холоп в Новгородской земле» — прозвище давали без злого умысла, просто для узнаваемости.

Модель образования фамилии — украинская: к основе «Шепел» добавился суффикс -ек- (уменьшительно-ласкательный или патронимический, указывающий на потомка), а затем окончание -о, характерное для фамилий Западной и Центральной Украины. Изначально Шепелеко означало «маленький Шепель» или «сын Шепеля». В русской традиции такой суффикс почти не встречается, поэтому фамилия чётко маркирует украинское или белорусское происхождение рода. Если бы предок жил в Великороссии, фамилия, скорее всего, звучала бы как Шепелев.

Географически фамилия распространена в основном в южных и центральных областях Украины, а также среди потомков переселенцев на Кубани. Встречаемость невысокая — Шепелеко относится к числу редких фамилий, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска: носители, скорее всего, связаны общим предком в пределах нескольких поколений. В дореволюционных метрических книгах фамилия фиксировалась в Полтавской, Харьковской и Киевской губерниях.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «шепель» — «щепка», «стружка» (в некоторых говорах). Тогда прозвище мог получить худой, щуплый человек. Но большинство ономастов склоняются к речевому дефекту как к главному источнику, поскольку прозвища по физическим недостаткам встречаются гораздо чаще, чем по предметам быта.

В написании фамилии возможны варианты: Шепелико, Шепеляко — из-за неустойчивости безударных гласных в украинских говорах. Но основная форма Шепелеко закрепилась в документах XIX–XX веков.