Фамилия Довченко образована по одной из самых распространённых в украинской ономастике моделей — с суффиксом -енко. Этот суффикс, изначально означавший «маленький» или «сын» (как в польском -ович, -евич), со временем закрепился как фамильный показатель, особенно в центральных и восточных регионах Украины. Основа фамилии — Довчен-, и здесь есть два основных пути для разбора.

Первый, наиболее очевидный: корень «довг-» / «довж-» (долгий, длинный). В украинском языке слово «довгий» означает «длинный». Фамилия могла возникнуть как прозвище высокого, долговязого человека. Чередование «г» на «ч» (довг- → довч-) — типичное для украинской фонетики, сравните: «довгий» — «довше» (длиннее). Таким образом, Довченко — это «сын Довгого» или «потомок того, кого прозвали Долгим». Аналогично образованы фамилии Довгаль, Довгань, Довженко, но суффикс -енко указывает именно на патронимическое происхождение, то есть на связь с отцом.

Вторая, менее вероятная, но возможная версия: связь с глаголом «довчити» (учить, наставлять) или «довчений» (наученный, опытный). Прозвище Довчений могли дать человеку, который много знал или кого-то постоянно поучал. Однако эта версия слабее: глагольные основы в украинских фамилиях встречаются реже, чем прозвища по внешним признакам, и обычно дают другие суффиксы (например, -ук, -юк).

Географически фамилия Довченко тяготеет к центральной Украине — Черкасской, Киевской, Полтавской областям. Встречается она и в южных регионах, куда переселялись крестьяне в XIX веке. В России фамилия редкая, чаще всего её носители — потомки украинских переселенцев.

В сословном отношении Довченко — типичная крестьянская или казацкая фамилия. Суффикс -енко в XVII–XVIII веках активно использовался среди запорожских казаков и свободных крестьян, реже — среди шляхты. Поэтому предки носителя этой фамилии, скорее всего, были людьми незнатного происхождения, но свободными — казаками или государственными крестьянами.

Ударение в фамилии, как правило, падает на второй слог: Довче́нко. В украинском языке возможно ударение на первый слог в редких диалектных вариантах, но литературная норма — на -е-.