Фамилия Зелененко образована по распространённой восточнославянской модели: к основе, в данном случае прозвищу или мирскому имени Зеленый, добавили суффикс -енко. Этот суффикс — один из главных маркеров украинского и белорусского происхождения фамилий, в русской традиции ему чаще соответствуют окончания -ов/-ев или -ин. Поэтому Зелененко — фамилия, которая закрепилась прежде всего на землях бывшего Великого княжества Литовского и Речи Посполитой.

Основа Зелен- восходит к цвету. В древнерусской традиции имя Зеленый могло быть и пожелательным, и прозвищным. С одной стороны, зелёный цвет символизировал жизнь, рост, благополучие — родители могли назвать так ребёнка, желая ему здоровой и счастливой судьбы. С другой стороны, зелёным называли незрелое, молодое, неопытное: такое прозвище мог получить юноша или человек, который выглядел или вёл себя по-молодёжному.

Подтверждения этой фамилии встречаются в исторических источниках с XVI века. Историк С. Б. Веселовский в своих ономастических работах упоминает Зеленого Ивана Андреевича (конец XVI века), а также помещиков Зеленых (1532 год, Торопец) и Зеленю Бирилева (конец XV века, Новгород). Эти записи показывают, что основа бытовала в разных социальных слоях — от крестьян до служилых людей.

Документы начала XX века фиксируют носителей фамилии Зелененко на территории современной Украины: Палладий Петрович Зелененко родился в 1882 году в селе Лука Киевской губернии, а Фёдор Петрович Зелененко — в 1897 году в селе Балейчук Одесской области. Таким образом, географически фамилия прочно связана с украинскими землями, что логично для модели на -енко.

Встречаются и однокоренные фамилии — Зеленин, Зеленов, Зеленский, Зеленя. Но Зелененко стоит особняком: суффикс -енко не просто указывает на происхождение, а изначально мог означать «сын» или «потомок» — то есть буквально «сын Зеленого». Фамилия не редкая, но и не массовая, что говорит о её локальном бытовании в пределах нескольких регионов.