Фамилия Дымченко — из числа тех, где за привычной формой скрывается несколько возможных историй. В основе лежит прозвище Дымчий, а украинский суффикс -енко указывает на потомка: Дымченко — это буквально «сын Дымчего». В XVII–XVIII веках такие фамилии на -енко закрепились в первую очередь на левобережной Украине и в казачьей среде, поэтому географически фамилия чаще всего оттуда.

Корень прозвища — «дым» — породил целый веер значений. По одной версии, Дымчим называли человека с пепельно-серыми волосами (от «дымчатый»), либо того, кто постоянно носил серую, «дымчатую» одежду. По другой — прозвище связано с древним значением слова «дым»: «изба, отдельное хозяйство». В этом смысле Дымчий — либо хозяин, отделившийся от отцовского двора, либо строитель, ставивший новые избы. Есть и третья, бытовая версия: прозвище могли дать тому, кто жил в курной избе, где печь топили «по-черному» и дым выходил прямо в помещение. Такие дома были обычны на севере и северо-западе Руси вплоть до XIX века.

Особого внимания заслуживает редкая версия, связывающая фамилию с гидронимом Дымское — озером у Дымского монастыря под Тихвином. Это место почиталось святым благодаря чудесам Антония Дымского: паломники верили, что вода в озере целебна, и умывались ею. В XVII–XVIII веках округа была густым лесом, а позже её распахали. Если предок Дымченко действительно жил на тех берегах, прозвище могло указывать на место рождения — такой тип фамилий тоже встречается, хоть и реже, чем прозвищный.

Из трёх объяснений наиболее правдоподобным выглядит связь с отдельным хозяйством или курной избой: именно эти значения бытовали в живой речи и давали устойчивые прозвища. Версия с озером красива, но единична и не подкреплена массовым бытованием фамилии именно в тех краях. Что касается написания, ударение в фамилии Дымченко традиционно падает на первый слог — Ды́мченко, что тоже отсылает к исходному прозвищу, а не к глаголу «дымить».