Фамилия Коломиченко — типичный пример украинской фамилии, образованной по патронимической модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, самый распространённый в украинской ономастике, буквально означает «маленький» или «сын»: Коломиченко — это «сын Коломики» или «потомок Коломики». Основа фамилии — прозвище Коломика, которое, в свою очередь, образовано от названия города Коломыя в Ивано-Франковской области (историческая Галичина). Таким образом, исходное прозвище Коломика мог получить человек, пришедший из Коломыи или имевший с этим городом прочную связь. Такая модель именования — по месту прежнего жительства — была особенно распространена в среде крестьян и казаков, которые часто меняли место жительства и получали прозвища по названию родного села или города.

Интересная деталь, которая выделяет эту фамилию среди однокоренных: в русском языке можно было бы ожидать форму Коломыйченко (с сохранением корня «Коломый-»), но украинская фонетика и словообразование дали вариант Коломиченко. Потеря звука «й» — естественный процесс в разговорной речи. Сравните с другими фамилиями той же модели: Полтавченко (от Полтава), Лубенченко (от Лубны), Черниговченко (от Чернигов). Коломиченко стоит в этом ряду как фамилия, указывающая на западноукраинское, галицкое происхождение рода.

Среди носителей фамилии встречаются как украинцы, так и потомки выходцев с Украины, расселившиеся по России, Беларуси и другим регионам бывшей империи. В дореволюционных переписях фамилия фиксируется преимущественно на территории Подольской, Волынской и Киевской губерний, что подтверждает её западно- и центральноукраинские корни. Сословной привязки у фамилии нет: её носили и казаки, и крестьяне, и мещане — прозвище по месту было нейтральным и не указывало на социальный статус.

Если отбросить версию о происхождении от города, остаётся маловероятная гипотеза о связи с диалектным словом «коломика» (нечто кривое, изогнутое) или с личным именем Колом, но эти объяснения не выдерживают критики: ни в одном из исторических словарей украинских прозвищ такое значение для корня «колом-» не зафиксировано в качестве распространённого. Так что основная и самая правдоподобная версия — географическая.