Фамилия Дмитрищенко образована от имени Дмитрий, которое пришло на Русь вместе с христианством из греческого языка. Древнегреческое Деметриос означало «посвящённый Деметре» — богине земледелия и плодородия. Однако в народном сознании связь с античной мифологией быстро стёрлась, и имя стало восприниматься как сугубо русское, одно из самых распространённых наряду с Иваном и Петром.

Разберём модель образования. Суффикс -енк(о) — типичный для украинской и южнорусской ономастики. В украинском языке он указывал на потомка по мужской линии: Дмитрищенко — буквально «сын Дмитрия» или «маленький Дмитрий». Если бы фамилия формировалась в северных или центральных русских землях, скорее всего, появились бы варианты Дмитриев, Дмитриевский или Дмитров. Суффикс -енко закрепился на Левобережной Украине и в казачьих областях, поэтому географически фамилия Дмитрищенко чаще всего встречается в Черниговской, Полтавской, Сумской областях и в прилегающих районах России — на Кубани, в Ростовской области.

Интересная деталь: фамилия сохранила старорусскую форму имени без перехода «и» в «е» (сравните: Дмитрищенко, а не Дмитрещенко). В украинском языке имя Дмитро дало бы вариант Дмитренко, который встречается гораздо чаще. Форма же Дмитрищенко — более редкая, она тяготеет к русскому произношению полного имени Дмитрий, но с украинским суффиксом. Это говорит о пограничье или о смешанной среде, где жили предки носителей фамилии.

В основе лежит народная форма Дмитрища — так в быту могли называть человека по имени Дмитрий с оттенком ласкательности или уменьшительности (суффикс -ищ- в украинском и южнорусских говорах мог иметь не увеличительное, а скорее обиходное значение). Таким образом, фамилия Дмитрищенко означает «потомок того, кого звали Дмитрищем», то есть внук или правнук Дмитрия.

Среди носителей фамилии нет широко известных исторических фигур, что нередко для фамилий на -енко: они формировались в крестьянской и казачьей среде, где родословные редко попадали на страницы энциклопедий. Но именно это делает фамилию Дмитрищенко типичным образцом восточнославянской патронимической модели — живой и понятной даже без специальных знаний.