Фамилия Железненко — характерный пример украинской фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -енко. В украинской ономастике суффикс -енко означает «сын» или «потомок», и такие фамилии массово формировались на Левобережной Украине (Полтавщина, Черниговщина, Слобожанщина) в XVI–XVIII веках. Первоначально это была форма «Железненко», то есть «маленький Железный» или «сын Железного».

Основа фамилии — прозвище Железный. Оно могло возникнуть по нескольким причинам. Самая прямая: предок занимался обработкой железа — был кузнецом, слесарем, оружейником. В условиях традиционного общества кузнец — фигура заметная и уважаемая, и прозвище по ремеслу легко закреплялось за семьёй. Вторая версия: прозвище дали за характер — упёртого, твёрдого, несгибаемого человека называли Железным. Третья, менее вероятная: по внешнему признаку — седые или рыжие волосы (сравнение с цветом металла) либо крепкое телосложение.

Фамилия Железненко встречается преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также в приграничных регионах России (Белгородская, Курская области), куда переселялись украинские крестьяне в XVIII–XIX веках. В документах XVIII века можно найти варианты написания: Железнянко, Железенко, Железняк. Последняя форма — Железняк — отдельная фамилия с тем же корнем, но с другим суффиксальным оформлением (суффикс -як указывает на носителя признака).

Интересная деталь: в русской среде фамилию иногда путают с Железняковым (от Железняк) или Железновым (от Железный). Но суффикс -енко однозначно указывает на украинское происхождение и на то, что предок носителя фамилии был известен в своей общине под прозвищем Железный — скорее всего, как кузнец или как человек с жёстким нравом.