Фамилия Донильченко — характерный пример украинской модели образования фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала доминирующей на Левобережной и Слободской Украине. Суффикс -енко изначально указывал на «малого», «сына» или «потомка»: Донильченко — это буквально «сын Донилька» или «потомок Донила».

Основа фамилии — имя Донило, которое представляет собой народную, диалектную форму канонического имени Даниил. В украинской и белорусской среде имя Даниил часто звучало как Данило, а в некоторых говорах, под влиянием аканья или местных фонетических привычек, превращалось в Донило. Такая трансформация — не редкость: в старых писцовых книгах встречаются записи «Донило Иванов сын» или «Донилко». Уменьшительная форма Донилько (с мягким знаком перед -ко) и дала основу для фамилии.

Интересно, что фамилия Донильченко географически привязана прежде всего к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Сумщине. В российских переписях она встречается значительно реже, и чаще всего у потомков переселенцев из Малороссии. Это значит, что предки носителя фамилии были, скорее всего, крестьянами или казаками, а не дворянами: фамилии с суффиксом -енко в массе своей принадлежали непривилегированным сословиям.

Словообразовательная цепочка проста: Даниил → Донило (народная форма) → Донилько (уменьшительное) → Донильченко (сын Донилька). Если бы фамилия возникла от полной формы имени, мы бы имели Данильченко — и такие фамилии действительно существуют. Донильченко — более редкий, локальный вариант, сохранивший следы диалектного произношения. Это как раз та деталь, которая отличает её от десятков однокоренных фамилий и указывает на конкретную языковую среду, где она сформировалась.