Фамилия Шпиталенко звучит необычно для русского уха, но её происхождение прозрачно, если знать один старый диалектизм. Основа фамилии — слово «шпиталь». В южнорусских и украинских говорах так называли госпиталь, больницу или богадельню. Соответственно, прозвище Шпиталь могли дать человеку, который работал в таком заведении: лекарю, фельдшеру, смотрителю или даже тому, кто часто болел и «прописался» в больнице. Суффикс -енко — типичный украинский патронимический суффикс, указывающий на происхождение от отца или главы семьи. Шпиталенко — буквально «сын Шпиталя» или «потомок того, кого прозвали Шпиталем».

Модель образования фамилии — одна из самых распространённых на Левобережной Украине, в частности в Полтавской, Черниговской и Харьковской губерниях. Именно оттуда, скорее всего, родом первые носители фамилии. Интересно, что слово «шпиталь» попало в восточнославянские диалекты из польского (szpital), а то, в свою очередь, из немецкого (Spital). Это указывает на то, что прозвище могло закрепиться в эпоху, когда на этих землях была распространена польская административная и медицинская терминология, то есть не ранее XVI–XVII веков.

Встречаются и варианты написания — Шпиталенко с буквой «и» в корне, что фонетически точно передаёт произношение. Родственные, но менее частые фамилии — Шпиталь, Шпитальный, Шпитальников. Все они отсылают к той же больничной теме. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще носили крестьяне центральной России, фамилии на -енко в XIX веке принадлежали в основном казацкому сословию, мещанам и государственным крестьянам Украины. Поэтому предки Шпиталенко могли быть как казаками, так и людьми, обслуживавшими военные лазареты.

Географически фамилия и сегодня встречается преимущественно на востоке Украины и в прилегающих областях России (Курская, Белгородская, Воронежская), куда переселялись украинцы в XVII–XVIII веках. Встречается она нечасто, что делает её носителей обладателями редкого, но говорящего прозвища, которое напрямую связывает их с историей медицины и благотворительности в малороссийских землях.