Фамилия Денченко — яркий пример украинской модели фамилии на -енко. Этот суффикс, самый распространённый в украинской антропонимии, изначально имел значение «маленький», «сын» или «ученик»: Денченко — это «сын Денка» или «маленький Денко». В основе лежит прозвище или уменьшительная форма имени Денко, а оно, в свою очередь, — производное от крестильного имени Денис (в народной форме Денис → Деня → Денко). То есть Денченко — это потомок человека по имени Денис, которого в быту звали ласково Денко.

Встречается и другая, менее вероятная, версия происхождения основы. Денко могло быть прозвищем, связанным с диалектным словом «денный» (дневной, световой) или с глаголом «деньгать» (бить, колотить). Но в отсутствие чётких письменных подтверждений эта гипотеза уступает первой — имя Денис было настолько распространено в православной среде, что его производные дали жизнь десяткам фамилий (Денисов, Денисенко, Денякин, Денюшин).

Географически фамилия Денченко тяготеет к левобережной Украине и южным областям России, куда шёл активный миграционный поток в XVIII–XIX веках. По переписям XIX века носители фамилии чаще всего записаны как государственные крестьяне или казаки. Сословной элиты среди Денченко не было — это фамилия простых людей, чьи предки, скорее всего, занимались земледелием или несли службу на пограничье.

Словообразовательная модель проста: корень Ден- + суффикс -к- (уменьшительность) + фамильный суффикс -енко. Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Денче́нко, хотя в некоторых говорах возможно Денче́нко с ударением на первый слог — это признак обрусевшей ветви рода.