Фамилия Клёнченко образована по типичной для восточной Украины модели: к основе на -н- добавляется украинский суффикс -енко, означающий «сын» или «потомок». В данном случае основа — Клёнчен(о), а полная форма звучала бы как «сын Клёнченка» или, если отбросить суффикс, «сын Клёны». Но здесь есть нюанс: исходное прозвище могло звучать и как Клёнка, и как Клёна, и как Клёнча. Суффикс -енко в этой фамилии не указывает на польское или белорусское происхождение, а прочно привязан к левобережной Украине, где такие фамилии массово закрепились в XVII–XVIII веках среди казаков и крестьян.

Корень фамилии — название дерева клён. В славянской ономастике прозвища по названиям деревьев давали по разным причинам. Самый прямой вариант — человек жил возле заметного клёна или владел кленовой рощей. Но чаще такие прозвища носили переносный смысл: на Украине «клён» могло означать рослого, статного парня (клён — дерево стройное и крепкое), либо, наоборот, упрямого или медлительного человека (по аналогии с «кленом» как твёрдой древесиной). Встречается и прозвище Клёнча — от «кленча» (диалектное «кленовый лист» или «кленовая ветка»), что могло относиться к человеку с характерным цветом волос или кожи.

Стоит обратить внимание на редкую деталь: в украинских фамилиях на -енко основа почти никогда не удваивает конечный согласный перед суффиксом. Но здесь мы видим сочетание «нч» — Клёнч-енко. Это указывает на то, что прозвище имело форму Клёнча или Клёнчо, а не просто Клён. Такая форма характерна для южных говоров Черкасской, Полтавской или Киевской областей, где уменьшительно-ласкательные имена на -ча (-чо) были распространены. Таким образом, фамилия Клёнченко географически тяготеет к Центральной Украине, а не к западным регионам.

Социальный контекст фамилии типичен для казацкой старшины или зажиточных крестьян: суффикс -енко в XVII веке уже не был показателем знатности, а фиксировал принадлежность к определённому роду. В реестрах Войска Запорожского встречаются прозвища от «клён», но конкретно Клёнченко — сравнительно редкая фамилия, не вошедшая в массовые переписи XIX века. Её носители, скорее всего, были выходцами из одного села или хутора, где прозвище закрепилось за целой ветвью рода.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Кленов, Клёнов, Кленовский, — то Клёнченко стоит особняком: оно не великорусское (там преобладают суффиксы -ов/-ев) и не польское (там -ский). Это чисто украинская патронимическая модель, которая сохранила исходное прозвище в почти неизменном виде. В современной России фамилия встречается редко, чаще на юге и востоке Украины, а также среди потомков украинских переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке.