Фамилия Богатырко — яркий пример того, как прозвище, данное человеку по физической силе или воинской доблести, закрепилось в качестве родового имени. Её основа — слово «богатырь», которое в древнерусском языке означало не только былинного героя, но и любого сильного, отважного воина, а в бытовом общении — просто рослого и крепкого мужчину. В отличие от более распространённых фамилий на -ов (Богатырёв), форма Богатырко образована с помощью украинского или белорусского уменьшительно-ласкательного суффикса -ко. Такая модель типична для юго-западных земель Российской империи: на территории современной Украины и Беларуси прозвища и фамилии на -ко (Ковалько, Иванько) встречаются очень часто.

Первоначально Богатырко — это прозвище, которое мог получить либо реальный силач в деревне, либо, что интересно, человек, исполнявший роль богатыря в народных игрищах или театрализованных представлениях. В некоторых говорах слово «богатырь» имело ироничный оттенок и могло закрепиться за хвастуном или задирой. Однако основная версия всё же связана с прямым значением: предок носителя этой фамилии выделялся среди окружающих мощным телосложением или совершил заметный силовой подвиг.

С точки зрения словообразования, фамилия Богатырко стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Козакко, Гайдукко или Писарчук, но с той разницей, что суффикс -ко здесь присоединён непосредственно к корню «богатыр-», а не к полному имени. Это указывает на то, что прозвище Богатырко бытовало как самостоятельное, без дальнейших переделок. В документах XVII–XVIII веков на Левобережной Украине и в Речи Посполитой встречаются упоминания казаков с таким прозвищем — не как фамилия в современном смысле, а как дополнительное именование, которое со временем закрепилось за потомками.

Написание фамилии устойчиво: Богатырко. Вариант с буквой «о» на конце — не окончание, а часть основы, поэтому фамилия не склоняется по падежам в мужском роде (Иван Богатырко, к Ивану Богатырко). В женском роде она также остаётся неизменной. Географически фамилия наиболее характерна для Черниговской, Полтавской и Сумской областей, а также для южных регионов Беларуси. В списках однокоренных фамилий — Богатырёв, Богатырчук, Богатырский — форма Богатырко стоит особняком, сохраняя прямую связь с исходным прозвищем, минуя патронимический суффикс.