Фамилия Лытченко образована по распространённой восточнославянской модели с суффиксом -енко, характерным для украинской и южнорусской ономастики. Этот суффикс первоначально означал «сын» или «потомок»: Лытченко — буквально «сын Лытки». Основа фамилии — прозвище или нецерковное имя Лытка, которое могло иметь два разных значения.

Первое и наиболее вероятное объяснение ведёт к старинному глаголу «лытать» — «бездельничать, ходить без дела, уклоняться от работы». В этом случае Лытка — прозвище человека, склонного к праздности или избегавшего трудовых обязанностей. Второй вариант связывают со словом «лытка» — так в русских говорах называли голень, икру ноги. Тогда прозвище Лытка мог получить человек с заметными, длинными или худыми ногами.

Оба корня — «лыт» — фиксируются в документах с XVI века. В новгородских писцовых книгах упомянут крестьянин Лытка (1545 год), известен Иван Михайлович Лытка Вельяминов (конец XVI века). Позже фамилии на этой основе встречаются у псковских таможенных голов (Степан Лыткин, 1623 год) и ярославских торговых людей Лыткиных (1612 год). Эти записи показывают, что прозвище бытовало в разных социальных слоях — от крестьян до служилых людей и купцов.

Лытченко — фамилия, которая закрепилась в основном на территории современной Украины и в южных областях России, где суффикс -енко был особенно продуктивен. Интересно, что параллельная форма Лыткин встречается севернее — в центральных и северных регионах, что отражает диалектные различия в способах образования фамилий от одного корня. Таким образом, носители фамилии Лытченко могут вести род от предка, которого прозвали за образ жизни или за внешнюю особенность, и эта фамилия сохранила память о живом народном слове.