Фамилия Коюченко звучит на украинский лад, и это первая зацепка. Характерный суффикс -енко, распространённый в центральных и восточных областях Украины, указывает на происхождение от прозвища или имени отца. В украинской ономастике фамилии на -енко означали «сын такого-то» или «потомок», поэтому основу Коюч- нужно искать в личном имени или прозвище.

Самая вероятная версия — основа Коюк, которая могла быть уменьшительной формой от крестильного имени Кондрат (Корнилий) или от мирского имени Кой, Койка. В украинских говорах «коюк» или «коючок» — это диалектное название крюка, багра, а также прозвище цепкого, хваткого человека или того, кто работал с багром (например, на сплаве леса или в порту). Суффикс -енко, присоединённый к прозвищу Коюк, дал форму Коюченко — «внук или сын Коюка».

Менее убедительна версия, связывающая фамилию с тюркским корнем «кой» (овца) или «коюн» (грудь). Для украинских земель, особенно для Полтавщины и Черниговщины, где фамилии на -енко наиболее типичны, такое заимствование маловероятно без письменных подтверждений. Кроме того, в документах XVIII — XIX веков фамилия Коюченко встречается в основном в реестрах казацких полков и мещанских списках Левобережной Украины, что говорит о её местном, а не пришлом происхождении.

Таким образом, предок современных Коюченко был, скорее всего, человеком с прозвищем Коюк — либо по имени, либо по цепкому характеру или ремеслу. Фамилия закрепилась в среде казачества и крестьянства, и её носители не принадлежали к дворянству — суффикс -енко в массе своей оставался простонародным. Сегодня фамилия редкая, но её форма однозначно указывает на украинские корни, конкретно — на регион между Днепром и Сеймом.