Фамилия Вахненко образована от просторечного имени Вахня. Чаще всего за таким прозвищем стоит народная форма канонического имени Иоанн: в диалектах Ваня легко превращалось в Вахню через типичное для восточнославянской фонетики чередование «н» и «х» (ср. Марина — Мариха, Степан — Стеха). Само имя Иоанн древнееврейского происхождения и означает «милость Божья». Таким образом, Вахненко — это потомок человека по прозвищу Вахня, то есть Вани.

Модель фамилии типична для украинской ономастики. Суффикс -енко указывает на «малого» или «сына»: Вахненко — сын Вахни. В XVII–XVIII веках такие фамилии закрепились в среде казачества и крестьянства Левобережной Украины, откуда затем распространились на юг и восток Российской империи. Встречаются и параллельные формы: Вахнов, Вахнин, Вахнюк — все они восходят к тому же корню, но образованы разными суффиксами.

Иногда Вахню могли вывести не от Иоанна, а от редкого крестильного имени Вахней (от греческого «ваххей» — вакхант), но эта версия менее вероятна: в народной среде античные имена почти не приживались. Современные носители фамилии Вахненко чаще всего сосредоточены в Украине и на юге России, что подтверждает её украинское происхождение.