Фамилия Чемерченко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках была особенно распространена на Левобережной Украине и в Слобожанщине. Суффикс -енко изначально означал «маленький», «сын» или «ученик», то есть Чемерченко — это буквально «сын Чемерка». Основа фамилии — прозвище Чемерко, которое, скорее всего, восходит к диалектному украинскому слову «чемер» или «чеміра».

Что же такое «чемер»? В украинских говорах у этого слова несколько значений, и все они бытовые, не книжные. Самое вероятное — «чепуха», «вздор», «пустяк». В таком случае прозвище Чемерко могли дать человеку несерьёзному, болтливому или любящему рассказывать небылицы. Но есть и другая версия: в некоторых регионах «чемером» называли растение чемерицу (ядовитое травянистое растение, которое использовали в народной медицине). Прозвище могло закрепиться за знахарем, травником или просто за человеком с горьким, «ядрёным» характером. Третье, более редкое значение — «сорт груши» (крупная, терпкая), что могло указывать на садовода или на внешнюю особенность: например, на коренастость или крепкое телосложение.

Словообразовательная модель здесь проста: от прозвища Чемерко (с уменьшительно-ласкательным суффиксом -ко) через патронимический суффикс -енко образована фамилия. Такая схема типична для украинских фамилий, где -ко в основе — не редкость (сравните: Грицько — Гриценко, Федько — Федченко). В русском языке аналогом был бы суффикс -ов/-ев, но на юге и востоке Украины форма на -енко вытеснила их почти полностью.

В письменных источниках фамилия Чемерченко встречается с XVIII века, но массово фиксируется в метрических книгах XIX века по Черниговской, Полтавской и Харьковской губерниям. Это подтверждает её украинское происхождение и крестьянско-казацкую среду бытования. В России фамилия встречается реже, чаще всего у потомков переселенцев с Украины.

Однокоренные фамилии — Чемер, Чемерис, Чемерин, Чемеркин, Чемерский. Все они восходят к той же основе «чемер», но образованы по разным моделям (русской на -ин, польской на -ский, бессуффиксной). Чемерченко среди них — самая «украинская» по форме.