Фамилия Дмитреченко — один из вариантов патронимической фамилии, образованной от имени Дмитрий. Основа здесь та же, что у более привычных Дмитриев, Дмитрюков или Дмитровских, но модель образования — украинская, с суффиксом -енко. Этот суффикс в XVI–XVII веках закрепился в среде запорожского казачества и мещанства как указание на потомка: «Дмитреченко» буквально означает «сын Дмитра» (разговорная форма имени Дмитрий).

Интересно, что в фамилии сохранилась неканоническая форма корня: Дмитр- вместо Дмитрий-. В украинской и южнорусской традиции имя Дмитрий часто произносили и писали как Дмитро (ср. белорусское Дзмітрый, но в быту — Дзмітра). Поэтому Дмитреченко — не случайная описка, а фонетически закономерный вариант. Встречаются и параллельные формы: Дмитроченко, Дмитренко, Дмитраченко. Все они восходят к одному имени, но различаются по степени редукции гласного и местным говорам.

Географически фамилия тяготеет к центральной и восточной Украине — Черкасской, Полтавской, Сумской областям, а также к южным регионам России, куда переселялись казаки. В метрических книгах XIX века Дмитреченко чаще всего фиксировались как крестьяне или казаки. Дворянской эта фамилия не была: суффикс -енко в Российской империи так и остался маркером «простого» происхождения, в отличие от -ов или -ский, которые могли получить и выслужившиеся чиновники.

С точки зрения словообразования, Дмитреченко — типичная «сыновья» фамилия, но с региональным колоритом. Если у Дмитриевых предок мог быть хоть боярином, хоть крестьянином, то Дмитреченко почти наверняка указывает на украинскую или южнорусскую среду, где имя Дмитро было обиходным, а фамилия на -енко — самой распространенной моделью.