Фамилия Василишенко образована по той же модели, что и тысячи других украинских фамилий на -енко. Суффикс -енко в XVII–XVIII веках в Поднепровье и Слобожанщине означал «сын» или «потомок» и со временем закрепился как фамильный. Основа здесь — Василиш-, а она, в свою очередь, восходит к имени Василий.

Обычно фамилии на -енко образуются от имени отца: Василишенко — буквально «Василишин сын». Но тут есть одна особенность. В украинской традиции от имени Василий образуют не только прямое Василенко, но и уменьшительные формы: Василько, Василишко. Фамилия Василишенко, скорее всего, пошла именно от ласкательного Василишко (Василишка). Это не «Васильев сын», а «сын маленького Василия» или «Василька» — так в семьях могли звать младшего или просто любимого сына. Подобные фамилии — Василишин, Василищев, Василишков — встречаются и у русских, и у украинцев, но суффикс -енко указывает на украинское происхождение носителя.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкасчине, Харьковщине. Именно там в реестрах казацких полков и мещанских списках чаще встречаются фамилии на -енко. Родоначальник Василишенко, скорее всего, был казаком или крестьянином, а не дворянином — в дворянской среде предпочитали фамилии на -ов/-ев или -ский.

Если сравнить с однокоренными: Василенко — самая частая форма, Васильченко — тоже от уменьшительного (Василько), а Василишенко — более редкая, с суффиксом -иш-, который придаёт оттенок ласкательности или даже пренебрежительности (сравните: хлопчище, домище). Впрочем, в фамилии это значение стёрлось и осталось только указание на конкретного предка по имени Василишко.