Фамилия Гильченко — яркий пример украинской фамилии, образованной по самой распространённой в этой среде модели: основа + суффикс -енко. Этот суффикс изначально означал «маленький» или «сын такого-то», поэтому Гильченко — это буквально «сын Гилька». Чтобы понять корень, нужно ответить на вопрос: кто такой Гилько?

Здесь есть две равноправные версии, и обе имеют под собой реальную почву. Первая: Гилько — это производная форма от крестильного имени Григорий (в украинской народной традиции — Гриць, Гришко, Гилько). Вторая версия, более редкая и интересная, отсылает к прозвищу. В южных и западных говорах «гиль» или «гилька» могло означать «охвостье», «сор» или «пучок соломы». Однако маловероятно, чтобы прозвище с таким негативным оттенком закрепилось в фамилии. Гораздо правдоподобнее, что в основе лежит имя Григорий, которое в украинском языке дало множество уменьшительных форм: Гринько, Грищенко, Гриценко и, путём фонетических изменений (переход «р» в «ль»), — Гильченко.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черкасщине, откуда в XIX–XX веках шла активная миграция на Кубань и в южные регионы России. В реестрах казацкой старшины и мещан эта фамилия встречается с XVII века.

С точки зрения социального происхождения фамилия неэлитарная. Суффикс -енко в XVII–XVIII веках был универсальным для всех слоёв украинского общества: его носили и казаки, и крестьяне, и мещане. В отличие от русских фамилий на -ов, которые часто указывали на принадлежность помещику, Гильченко — это фамилия свободного человека, сына Григория, записанная по отчеству. Никакого дворянского или аристократического подтекста в ней нет, что типично для массовой украинской фамилии.