Фамилия Хальченко образована по распространённой восточнославянской модели с суффиксом -енко. Этот суффикс характерен для украинской ономастики и указывает на происхождение по отцу: Хальченко — буквально «сын Халька» или «потомок Халька». В основе фамилии лежит либо прозвище Халько, либо имя Халь (производное от крестильного имени Харитон, Фалалей или от греческого Харалампий, где начальное «ха» могло сокращаться).

Само прозвище Халько могло иметь два источника. Первый — от диалектного глагола «халькать» (в некоторых говорах — «кричать, шуметь», реже — «говорить невнятно»). Тогда Халько — человек шумный, горластый, или, наоборот, неразборчиво бормочущий. Второй, более вероятный вариант — от слова «халька» в значении «хижина, лачуга, землянка» (из польского chałka, через украинские говоры). В таком случае Халько — это житель убогого жилья, либо прозвище бедного крестьянина, жившего в хальке.

Фамилия Хальченко не относится к числу распространённых дворянских. В ревизских сказках и метрических книгах XVIII–XIX веков она встречается преимущественно на территории современной Полтавской, Черниговской и Сумской областей. Это указывает на крестьянское или казацкое происхождение: носители фамилии были, скорее всего, свободными сельскими жителями или реестровыми казаками. Встречаются также варианты написания — Хальченко, Хальченков (русифицированная форма), но основной костяк остаётся в пределах украинского ономастикона.

Особенность фамилии в том, что её корень — Халь — редко встречается в других русских или украинских фамилиях. В отличие от многочисленных Харченко (от Харитон) или Хоменко (от Фома), Хальченко стоит особняком. Это делает фамилию хорошим маркером региональной принадлежности: если вы встретили Хальченко за пределами Левобережной Украины, скорее всего, это потомки переселенцев конца XIX — начала XX века.