Фамилия Клотченко — характерный пример украинской модели фамилии на -енко, которая исторически означала «маленький», «сын» или «ученик». В этом случае — «сын Клотка» или «потомок Клотка». Суффикс -енко в XVI–XVIII веках был распространён в центральных и левобережных землях Украины, особенно среди казачества и крестьян, и быстро вытеснил древнерусские патронимы на -ович.

Основа фамилии — прозвище Клоток. Его происхождение спорно, но есть две реалистичные версии. Первая: от восточнославянского диалектного «клоток» — клубок ниток, моток пряжи. Прозвище могли дать ткачу, прядильщику или человеку, который постоянно путался в делах, «сматывался» в разговоре. Вторая версия — от немецкого Klotz (чурбан, бревно, неуклюжий человек). В Украине, особенно на западе и в городах, фиксировались немецкие ремесленники и колонисты, чьи прозвища адаптировались в местную речь. Клоток могло означать «коренастый, грубоватый человек» или плотника.

Встречается и вариант Клоченко — с утратой -т-, что типично для упрощения групп согласных в устной речи. В современной Украине фамилия Клотченко редкая, её очаги — Полтавщина, Черкащина и Днепропетровщина, что подтверждает казацко-крестьянский ареал распространения.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Клот, Клочко, Клочан) показывает, что основа могла быть и звукоподражательной (клохтать — издавать гортанные звуки), но для Клотченко эта версия слабее: суффикс -ок скорее указывает на предмет или качество, чем на действие.

Таким образом, предки носителя фамилии Клотченко с большой вероятностью были ремесленниками, работавшими с нитью или деревом, либо получили прозвище за внешность или характер. Точнее сказать без генеалогического исследования невозможно, но направление поиска ясное: украинские земли XVII–XVIII веков, сословие казаков или мещан.