Фамилия Трегубенко ведет начало от прозвища Трегуб. В старину так называли человека с раздвоенной от рождения или рассеченной верхней губой: получалось, что всего у него как бы три губы. Прозвище указывало на внешнюю особенность, и такие именования были обычным делом в среде, где людей различали не по фамилиям, а по приметным чертам.

Прозвище Трегуб зафиксировано в исторических документах XVII века: Денис Трегуб упоминается в 1600 году. Позже прозвище, изначально присоединенное к наследственному имени, полностью заменило его и в повседневной жизни, и в официальных документах. Так за человеком закреплялось наиболее употребительное именование, которое со временем и легло в основу фамилии.

Суффикс -енко указывает на украинское происхождение фамилии. В этой модели образования фамилия означает «сын Трегуба» или «потомок Трегуба». Подобные фамилии массово складывались на землях современной Украины в XVI–XVII веках и позже распространились по всей Российской империи вместе с переселенцами. Поэтому неудивительно, что в Книге памяти Амурской области упоминаются Алексей Семенович Трегубенко, родившийся в 1891 году в станице Передовая Краснодарского края, и Андрей Афанасьевич Трегубенко, родившийся в 1885 году в хуторе Акимово-Подкругло Миргородского уезда Полтавской губернии Украины. В Книге памяти «Хранить вечно» содержится информация об Алексее Тимофеевиче Трегубенко, проживавшем в Аккольском районе.

Разброс мест рождения — от Кубани до Полтавщины — типичная картина для фамилий на -енко: они возникали на украинских территориях, а затем расходились по стране с казачьими и крестьянскими миграциями. Интересно, что прозвище Трегуб встречается и в других фамилиях — Трегубов, Трегубкин, Трегубович, — но именно форма Трегубенко сохранила прямую связь с украинской традицией именования по отцу.