Фамилия Тоненко — характерный пример восточнославянской фамилии, образованной с помощью украинского суффикса -енко. Этот суффикс в XVI–XVIII веках был одним из самых активных в украинской антропонимии и означал «сын» или «потомок»: Тоненко буквально — «сын Тоня» или «маленький Тоня». Основа здесь — прозвище Тоня, которое могло иметь два разных источника.

Первое и самое вероятное объяснение — прозвище по внешнему признаку. В русских и украинских говорах «тоня» или «тоный» означало «тонкий», «худой», «сухощавый». Человек с таким прозвищем, скорее всего, был высоким и худощавым, отсюда и пошло прозвище Тоня, которое затем закрепилось за его детьми.

Вторая, менее распространённая версия связывает основу с именем Антон. В разговорной речи имя Антон сокращалось до Тоня, и фамилия могла возникнуть от этой уменьшительной формы. Однако в украинской традиции фамилии от Антона обычно выглядят как Антоненко, Тонченко или Тонько, а Тоненко — скорее исключение, чем правило. Поэтому версия с прозвищем по худобе выглядит более правдоподобной.

Географически фамилия Тоненко распространена преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также среди украинских переселенцев в России. Встречается она нечасто, что указывает на локальное происхождение — вероятно, от конкретного прозвища, которое дали одному человеку в определённой местности, а не от массового имени.

В сословном отношении носители фамилии Тоненко, скорее всего, относились к крестьянству или казачеству. Суффикс -енко в XVII–XVIII веках был особенно популярен среди казаков и мещан Левобережья, так что предки Тоненко могли быть запорожскими казаками или вольными крестьянами, получившими фамилию по прозвищу родоначальника.