Фамилия Ксьмиченко — яркий пример восточнославянской модели образования фамилий на -енко, характерной для Украины и южнорусских земель. В отличие от фамилий на -ов/-ев или -ин, которые означали принадлежность («чей?»), суффикс -енко поначалу имел значение «маленький», «сын такого-то». Со временем он перестал быть показателем родства и закрепился как фамильный формант, самый массовый в украинской антропонимии.

Основа фамилии — Ксьмич. Это патроним (отчество) от имени Ксьма, народной формы канонического имени Косма. В православных святцах имя Косма (с ударением на первый слог) носили несколько святых, в первую очередь — бессребреники Косма и Дамиан. В бытовой речи имя быстро редуцировалось: из Косма через стадию Кузьма (с характерным для восточных славян переходом о в у перед твердым согласным) и дальше, в диалектах, до Ксьма. Такая стяженная форма — признак разговорной, простонародной среды, где имя произносили быстро, проглатывая гласные.

Таким образом, цепочка образования выглядит так: Косма → (в народном произношении) Ксьма → Ксьмич (сын Ксьмы) → Ксьмиченко (сын Ксьмича). Фамилия указывает на то, что предок носителя был сыном человека по имени Ксьма, то есть Кузьмы. Это типичная «фамилия-отчество», каких тысячи на Украине.

Географически фамилия Ксьмиченко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкасщине, Харьковщине, а также к югу России, куда переселялись украинские крестьяне в XVIII–XIX веках. Встречается она нечасто: это не массовая фамилия вроде Шевченко или Ткаченко, а относительно редкая, что говорит о локальном бытовании исходного имени Ксьма.

С точки зрения социального происхождения, Ксьмиченко — фамилия крестьянская или казацкая. Украинские фамилии на -енко в массе своей закрепились в реестрах казаков и в среде свободных поселян, а не в высших сословиях, где предпочитали польские модели на -ский или великорусские на -ов. Носитель фамилии Ксьмиченко может с высокой вероятностью считать своими предками малороссийских казаков или государственных крестьян.

В написании фамилии возможна вариативность: в старых документах встречается Ксьмиченко (с мягким знаком), реже — Ксемиченко или Ксмиченко (без знака). Современный вариант с мягким знаком и буквой «і» — самый распространенный и закреплен в паспортах. Фамилия не склоняется, если принадлежит женщине, и склоняется по падежам, если принадлежит мужчине.