Фамилия Диниченко звучит на украинский лад и указывает на южное или восточноукраинское происхождение. Её сразу выдает суффикс -енко, который в украинской ономастике означает «маленький», «сын» или «потомок». По модели образования это типичная патронимическая фамилия: она отвечает на вопрос «чей?» и буквально читается как «сын Динича» или «потомок Дины».

Основа фамилии — имя Дина. В русском и украинском быту Дина — это краткая форма от целого ряда крестильных имен: Дионисий (в просторечии Денис), Диомид, Диодор, а также от женского имени Дина, которое пришло из библейской традиции. Мужское происхождение фамилии вероятнее: суффикс -енко в украинской традиции почти всегда прикреплялся к мужским именам и прозвищам. Таким образом, Диниченко — это «Динич» плюс уменьшительно-сыновний суффикс, где промежуточная форма «Динич» означала сына или человека по имени Дина (в мужском значении).

Самый прямой путь к фамилии — от имени Денис. В украинских говорах имя Денис нередко сокращали до Дина, особенно в быстрой речи или в детском обращении. Отсюда пошли и другие однокоренные фамилии: Динич, Диничев, Динин. Диниченко отличается от них именно суффиксом -енко, который закрепился в центральных и левобережных областях Украины — в Черниговской, Полтавской, Киевской губерниях. В этих краях фамилии на -енко в XVII–XVIII веках стали массовыми среди казачества и крестьянства, вытесняя более старые формы на -ов и -ин.

Встречается и более редкая версия: связь с женским именем Дина. В таком случае фамилия могла возникнуть как прозвище по матери — если женщина была главой семьи или осталась вдовой с детьми. Но для украинской традиции это нетипично: матронимические фамилии на -енко единичны, и обычно они восходят к мужским основам.

Географически фамилия Диниченко редкая, но встречается в современных записях на востоке Украины и в приграничных областях России. Носители фамилии, скорее всего, потомки крестьян или казаков, которые получили фамилию по имени или прозвищу предка — Дины, то есть Дениса.