Фамилия Леличенко — характерный пример украинской модели фамилии с суффиксом -енко, который в XVI–XVIII веках был основным способом обозначения детей по отцу: Леличенко буквально означает «сын Леля» или «потомок Леля». В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто закрепились как помещичьи или крестьянские, фамилии на -енко в массе своей принадлежали казацкой старшине, мещанам и свободным крестьянам левобережной Украины, а позже распространились по всей империи.

Корень «Лель» неоднозначен. Самая прямая версия — от древнерусского имени Лель, которое встречается в берестяных грамотах и летописях как уменьшительная форма от Леонтий или Глеб. Но есть и другая, более спорная гипотеза: Лель как языческое божество любви из славянского пантеона, описанное в поздних источниках. Современные ономасты относятся к этой версии скептически — культ Леля не подтверждён археологически, и в реальной антропонимии такое имя почти не фиксируется. Правдоподобнее, что Лель — это фонетически изменённое «Лёля» (ласкательное от Ольга, Елена или даже от «лёля» — детское слово для няньки или кормилицы). В таком случае фамилия могла возникнуть как прозвище человека, который был младшим в семье или нянчился с детьми.

Географически фамилия Леличенко чаще всего встречается в Черниговской и Полтавской областях, а также среди потомков украинских переселенцев на Кубани и в Сибири. В дореволюционных метрических книгах носители фамилии записаны в основном как казаки и государственные крестьяне — никакого дворянского герба или родословной у Леличенко не обнаружено, что типично для массовой украинской фамилии, образованной от личного имени или прозвища.