Фамилия Коновальченко — яркий пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели от названия профессии. В её основе лежит слово «коновал» (от «конь» и «валить»), которым в Малороссии и южных областях России называли не просто кузнеца, а специалиста по холощению и лечению лошадей — ветеринара-самоучку, часто совмещавшего это ремесло с кузнечным делом.

Суффикс «-енко» — один из самых распространённых в украинском фамилеобразовании. Он указывает на прямое родство: «сын коновала» или «потомок коновала». Ударение в фамилии закономерно падает на предпоследний слог — Конова́льченко, что типично для фамилий с этим суффиксом. Интересно, что в украинской ономастике параллельно бытуют фамилии Коноваленко, Коновалюк и Коновальчук — все они образованы от того же корня, но с разными патронимическими показателями. Коновальченко стоит в этом ряду как более редкий, но абсолютно прозрачный по смыслу вариант.

Сословная принадлежность носителей фамилии была почти исключительно крестьянской или казачьей. Коновал не относился к престижным профессиям, но был необходим в сельском хозяйстве: без его навыков содержать лошадей было трудно. Поэтому предки Коновальченко, скорее всего, были ремесленниками в сёлах или казачьих станицах Левобережной Украины, где лошадь играла ключевую роль в хозяйстве и военном деле.

Географически фамилия наиболее характерна для центральных и восточных областей Украины (Полтавщина, Черкащина, Днепропетровщина), откуда в XIX–XX веках вместе с миграцией крестьян распространилась на Кубань, Дон и в Сибирь. В России фамилия встречается, но заметно реже, чем на Украине, и почти всегда указывает на украинские корни рода.