Фамилия Кульченков — одна из тех, где за привычным русским окончанием скрывается несколько возможных историй. В её основе лежит прозвище Кульча, а суффикс -енков указывает на характерную модель образования: это типичная «полуотчества» на -енко (украинского происхождения), к которой позже добавили русский суффикс -ов. Такая двойная русификация часто встречается у фамилий, которые принесли в великорусские земли выходцы с Украины или южнорусских областей.

Само прозвище Кульча — ёмкое и многозначное. Самая вероятная версия ведёт его к тюркскому kũlçe — «рыжий». В таком случае прозвище давали по цвету волос или бороды, и это одна из многих тюркских основ, которые осели в русских фамилиях через прозвища. Но есть и славянские варианты. Украинское «куля» означает «шар» — отсюда прозвище мог получить круглый, полный человек невысокого роста. А ещё «куля» — это рогожный мешок; тогда Кульчей называли либо неуклюжего, мешковатого человека, либо того, кто шил такие мешки. Все три гипотезы имеют право на существование, но тюркская выглядит предпочтительнее: она объясняет редкость корня и даёт более конкретный признак (цвет), чем размытые «полнота» или «мешок».

Фамилия Кульченков — хороший пример того, как южнорусская или украинская основа, пройдя через адаптацию на севере, получила двойной суффикс. Сначала от прозвища Кульча образовали отчество Кульченко (сын Кульчи), а затем, при переселении семьи в Россию, к нему добавили -ов, чтобы фамилия звучала по-великорусски. Такая же модель видна в фамилиях Дьяченков, Гончаренков, Коваленков. Географически Кульченковы чаще всего встречаются в Смоленской, Брянской и Псковской областях — то есть в полосе, где исторически смешивались украинское и русское население.

Сословной принадлежности у фамилии нет: Кульченковы могли быть и крестьянами, и мещанами, и однодворцами. Сведений о дворянских родах с этой фамилией не обнаружено.