Фамилия Чепильченко — классический пример украинской фамилии, образованной по модели с суффиксом -енко. В украинской ономастике этот суффикс (а также варианты -ко, -ченко) указывал на происхождение: буквально «сын такого-то» или «потомок». Так что Чепильченко — это «сын или потомок Чепилька».

Корень фамилии — прозвище Чепиль. Слово «чепиль» в украинских говорах имеет несколько значений. Самое распространённое — это деревянная ручка, черенок, например, у лопаты, косы или молота. Чепилем могли прозвать человека за его ремесло (мастера, делавшего ручки для инструментов), за внешность (высокого и худого, похожего на черенок) или за характер (упрямого, «дубового»). Встречается и диалектное значение «чепиль» как засов или задвижка — тогда прозвище могло достаться человеку, который запирал ворота или был сторожем.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с чешским или польским словом čepel — «лезвие». Однако для украинской фамилии это скорее исключение, чем правило: географически Чепильченко распространены преимущественно в центральных и восточных областях Украины, а также среди потомков переселенцев на Кубани и в Воронежской области России. Встречаемость фамилии невысокая, что типично для прозвищных фамилий, не перешедших в массовые.

С точки зрения словообразования, фамилия прошла две стадии. Сначала от прозвища Чепиль образовали уменьшительную форму Чепилько (с суффиксом -ко, характерным для украинских имён и прозвищ). А затем от неё — патроним Чепильченко. Такая цепочка (Чепиль → Чепилько → Чепильченко) встречается во многих украинских фамилиях, например, Швець → Швецько → Швецьченко.

Сословно фамилия не была дворянской. Носители Чепильченко в XIX веке числились в основном среди казаков и крестьян, что подтверждается метрическими книгами и ревизскими сказками Полтавской и Харьковской губерний. Известных исторических личностей с этой фамилией нет — это не повод считать её «неинтересной», а лишь говорит о её бытовом, народном происхождении.