Фамилия Бутыльченко — типичный пример украинской модели образования фамилий на -енко. Этот суффикс, буквально означающий «маленький» или «сын», указывает на прямое родство: Бутыльченко — это «сын Бутыля» или «потомок Бутыля». Такие фамилии закрепились в Поднепровье, Слобожанщине и на юге России в XVI–XVII веках, когда отчество на -енко перестало быть временным и стало наследственным.

Основа фамилии — прозвище Бутыль. Тут возможны три версии, и первая — самая прямая. «Бутыль» — это большой стеклянный сосуд с узким горлом. Прозвище могли дать стеклодуву или торговцу стеклянной посудой. Вторая версия отталкивается от глагола «бутыльничать» (пировать, пьянствовать): в этом случае Бутылем называли любителя выпить, гуляку. Третья версия — сибирская: «бутылы» или «бутыл» — грубая просторная обувь, бахилы. Тогда прозвище получал тот, кто такую обувь шил или постоянно носил.

Из трёх гипотез первая (ремесленная) выглядит правдоподобнее остальных. Стеклодувное дело было заметным и конкретным занятием, а прозвища по профессии в среде простых людей давали чаще, чем по чертам характера. Версия с пьянством возможна, но менее надёжна: прозвище Бутыль в значении «пьяница» встречается реже, чем, скажем, Бутылка или Ковш. Сибирская версия с обувью локальна и вряд ли стала основой для массовой фамилии за пределами тех мест.

В документах прозвище Бутыль фиксируется с XVII века. В реестрах Войска Запорожского встречаются казаки с таким именованием, что подтверждает украинское происхождение фамилии. Со временем прозвище вытеснило крестильное имя и закрепилось в роду как официальная фамилия.

Таким образом, Бутыльченко — это наследственное имя по отцу, которое указывает на конкретного предка по прозвищу Бутыль. Скорее всего, он имел отношение к изготовлению стеклянной посуды, реже — к не самой трезвой жизни или к шитью грубой обуви. Точного ответа сегодня не даст ни один словарь, но словообразовательная модель и исторический контекст говорят в пользу ремесленной версии.