Фамилия Колечонок — редкий пример восточнославянской фамилии, образованной не от профессии или имени, а от прозвища, связанного с формой или размером предмета. В основе лежит слово «колечо» — уменьшительная форма от «коло» (круг, колесо) в белорусском и украинском говорах. Суффикс -онок указывает на «малого» или «сына»: в белорусской традиции (как в фамилиях Шпачонок, Козлёнок) он заменял великорусский -ов/-ев. Таким образом, Колечонок — это «сын Колеча» или «маленький Колеч», где Колеч — прозвище человека, которого за что-то прозвали «колечком».

Прозвище Колеч могло закрепиться по-разному. Первая версия — по внешности: так могли назвать человека маленького роста, круглого лицом или с кудрявыми волосами, напоминающими завиток. Вторая, более прозаичная, — по ремеслу: кузнеца, который делал кольца и обручи для бочек, или ювелира, работавшего с перстнями. В белорусских и западнорусских говорах «колечо» также означало деревянный обруч для бочки — тогда прозвище мог получить бондарь или мастер по изготовлению колёс.

Географически фамилия тяготеет к северо-западу: Беларусь (особенно Минская и Витебская области) и прилегающие районы Смоленщины и Псковщины. В центральной России она почти не встречается — там преобладают формы Колечков или Кольцов. Интересно, что в польском языке есть схожая фамилия Koleczonek, но там суффикс -onek передаёт то же значение «сына» или «малого». В XIX веке носители фамилии Колечонок числились в основном среди крестьян и мещан, дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Спорных версий происхождения немного. Иногда Колечонок ошибочно связывают с именем Николай (через уменьшительное Коля), но это маловероятно: суффикс -онок не характерен для производных от Николая (там были бы формы Колькин, Колин). Правдоподобнее держаться версии с предметным прозвищем — она подтверждается и словообразовательной моделью, и ареалом бытования.