Фамилия Чалченко образована по распространённой украинской модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках закрепился как обозначение потомка или сына человека, названного в основе. В данном случае основа — «Чалко» или «Чалок», что является уменьшительной формой от прозвища Чалый.

Значение прозвища Чалый напрямую связано с мастью лошади: так называли животное с примесью белой или седой шерсти к основному окрасу — серовато-белёсый, пепельный оттенок. В переносном смысле на южнорусских и украинских землях чалым могли прозвать человека с сединой в волосах, бледной кожей или даже с «выцветшим» характером — спокойным, неярким. Иногда прозвище давали за внешность: светлые брови, русые волосы с проседью. Вероятно, первый носитель фамилии Чалченко был потомком того, кого в селе или в казачьей среде звали Чалым.

Географически фамилия преимущественно украинская, с концентрацией на Левобережье и в южных областях — Черкасской, Полтавской, Днепропетровской. Встречается и в русских регионах, куда переселялись украинские крестьяне и казаки в XVIII–XIX веках, например на Кубани и в Воронежской губернии. В списках запорожских казаков и реестровых казаков Гетманщины можно найти прозвище Чалый, от которого позже пошли Чалченко и однокоренные Чалков, Чалых.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -енко от имён (Иваненко, Петренко), основа Чалченко — прозвищная, а не крестильная. Это указывает на то, что предок получил фамилию не по отцу-Ивану, а по отцу-Чалому, то есть по внешней или поведенческой примете. Такие фамилии появлялись в среде, где прозвище было устойчивее официального имени — в казачьей старшине, среди крестьян-однодворцев или мещан.