Фамилия Гапельченков — редкий пример, где в одном слове сплелись сразу две уменьшительно-ласкательные модели, что сразу указывает на её «младший» возраст по сравнению с большинством русских фамилий. В основе лежит имя или прозвище Гапель, которое само по себе является производным от крестильного имени Агапий (от греческого «агапэ» — любовь) или от его народной формы Гапка. В украинской и южнорусской традиции «Гапка» — это Агафья, но в мужском варианте «Гапель» скорее всего восходит к Агапию. Суффикс -ченк- (украинский уменьшительный, как в «Иванченко») указывает на то, что родоначальника звали Гапельченко, то есть «маленький Гапель» или «сын Гапеля». А финальное -ов — уже великорусское добавление, которое «обрусело» фамилию при переезде носителей из украинских или белорусских земель в центральные губернии России.

Таким образом, фамилия строится по цепочке: Агапий → Гапель (уменьшительное) → Гапельченко (сын Гапеля) → Гапельченков (русифицированная форма). Такое нагромождение суффиксов — признак того, что фамилия оформилась не в XVI–XVII веках, а позже, когда украинское крестьянство начало массово получать фамилии, а затем часть его переселилась на русский север или восток.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. Встречается в Курской, Белгородской, Воронежской областях, а также среди потомков переселенцев на Кубани. Род занятий предков, скорее всего, был крестьянским: Гапельченковы — это потомки мелких земледельцев или казаков, которые получили фамилию по имени деда или отца, а не по ремеслу или месту жительства. Прозвище Гапель могло также закрепиться за человеком с мягким, «любящим» характером (от того же корня «агапе»), но это лишь гипотеза — без письменных источников XVII века утверждать это сложно.

В отличие от фамилий на -ов, которые часто принадлежали дворянам или духовенству, Гапельченков — типично народная, «поздняя» фамилия, в которой ясно читается путь из малороссийских говоров в великорусскую форму. Это делает её ценной для тех, кто ищет свои корни именно в крестьянской среде южных рубежей России.