Фамилия Хотомченко — характерный пример восточнославянской фамилии, сформированной по украинской модели. Суффикс -енко (в русской передаче часто -енко) указывает на происхождение от предка по мужской линии и буквально означает «маленький» или «сын». То есть Хотомченко — это «сын Хотомки» или «потомок Хотомки». Основа фамилии — прозвище или неканоническое имя Хотома, которое и стало отправной точкой.

Корень хот- в славянских языках связан с глаголом «хотеть» и производными от него словами. В древнерусских памятниках встречаются личные имена и прозвища с этим корнем: Хотен, Хот, Хотей. Они могли даваться человеку по характеру — «хотящий», «желающий», «своевольный» или, напротив, «желанный», «долгожданный» ребенок. Вероятно, Хотома — это уменьшительно-ласкательная или пренебрежительная форма от такого имени. Вторая часть слова -ома может быть суффиксальным элементом, характерным для украинских и белорусских говоров (сравните: Хотома, Борома, Лепёха). Таким образом, Хотомченко — фамилия, образованная от древнего славянского личного имени с корнем хот-.

Географически фамилия тяготеет к юго-востоку Украины. Наибольшее число носителей Хотомченко зафиксировано в Днепропетровской, Запорожской и Харьковской областях, что косвенно указывает на происхождение из запорожского казачества или крестьянских переселенцев XVIII–XIX веков. В центральных и северных регионах Украины фамилия встречается реже, в России — единично, в основном среди потомков украинских переселенцев.

Менее правдоподобная, но возможная версия связывает фамилию с тюркским словом «хотун» (госпожа, женщина) или «котом» (мешок, сумка). Однако для этого пришлось бы допустить необычное фонетическое искажение (хотун → хотом → хотомка), а также объяснить, почему финальный суффикс -енко, типичный для украинских фамилий, присоединился к тюркской основе. Славянская версия с именем Хотома выглядит гораздо естественнее.

Социальный контекст фамилии типичен для украинского крестьянства и казачества: фамилии на -енко в XVII–XIX веках были распространены в среде свободных земледельцев, мещан и казаков, а не в дворянской или духовной среде. Сословной принадлежности предков Хотомченко с высокой вероятностью — крестьяне или казаки, без привязки к конкретному ремеслу.