Фамилия Дольченко звучит как типичная украинская фамилия, и это подтверждается её формой. Суффикс -енко (с ударением на втором слоге: Дольче́нко) — один из самых распространённых в украинской ономастике, особенно в центральных и левобережных регионах. Он означает «маленький», «сын» или «потомок» того, кто назван в корне. Таким образом, Дольченко — это «сын Долька» или «потомок Долько».

Корень фамилии — Дольк- — неочевиден и может восходить к нескольким источникам. Самая прямая версия: от прозвища или неканонического имени Долько, образованного от слова «доля». В украинском и южнорусских говорах «доля» — это не только часть, но и судьба, участь, счастье. Прозвище Доля или Долько могли дать счастливчику, которому везло, или, наоборот, человеку, который сетовал на свою горькую судьбу. В старину такие имена-обереги (Доля, Нечаян, Ненаш) были распространены: считалось, что имя защитит ребёнка от злых сил или привлечёт удачу.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с прилагательным «долький» (длинный, протяжный, от слова «длина»). В таком случае прозвище Долько могло относиться к высокому, долговязому человеку. Однако эта гипотеза слабее, так как корень «долг-» в значении длины в русском и украинском языках обычно даёт фамилии Долгов, Долгих, Дольский, а не Дольченко.

Также стоит учитывать, что фамилия могла возникнуть от географического названия, например, от села или хутора с корнем Доль- (Дольск, Дольное). В этом случае Дольченко — это «выходец из Дольного». Такая модель образования встречается реже, но для украинских фамилий не исключена.

В любом случае, фамилия Дольченко — это типичный пример украинской патронимической фамилии, которая говорит о том, что предок носителя был человеком по прозвищу Долько, и его жизнь или судьба (доля) дали повод для такого имени.