Фамилия Кимличенко — характерный пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, буквально означавший «маленький» или «сын», в XVI–XVIII веках стал основным способом формирования фамилий в Поднепровье, Слобожанщине и на юге Украины. В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев, которые фиксировали принадлежность (чей?), фамилии на -енко отвечали на вопрос «чей сын?» и долгое время оставались полуфамилиями-полуотчествами.

Основа Кимличенко — вероятнее всего, имя или прозвище Кимлик. Это уменьшительная форма от канонического имени Ким. В православных святцах имя Ким встречается редко, но оно известно как краткая форма от Иоаким (в бытовом произношении — Аким, Яким). От Акима в украинской среде образовались формы Яким, Якимко, а также Ким, Кимко, Кимлик. Суффикс -лик в украинской антропонимии придаёт уменьшительно-ласкательный оттенок, как в парах Иван — Іваник, Петро — Петрик.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркским словом «ким» (кто) или с греческим именем Кимон. Однако историческая география фамилии указывает на украинское происхождение: большинство носителей Кимличенко сосредоточено в центральных и восточных областях Украины, а также в прилегающих регионах России, куда шла миграция в XIX — начале XX века.

Таким образом, предок носителя фамилии Кимличенко — человек по имени Кимлик, то есть, скорее всего, Аким или Иоаким. Фамилия закрепилась как патроним: «чей сын?» — Кимличенко, то есть сын Кимлика. По сословному составу эта фамилия, как и большинство украинских фамилий на -енко, изначально не была дворянской или шляхетской: её носили казаки, крестьяне и мещане, для которых патронимическая модель была универсальной.