Фамилия Марийченко образована по типичной для украинского и южнорусского регионов модели с суффиксом -енко. В восточнославянской ономастике этот суффикс изначально указывал на сына или потомка человека, чьё имя или прозвище стоит в основе. То есть Марийченко — буквально «сын Марийки», а Марийка — это уменьшительная форма от мужского имени Марий (церковная форма Марий, от латинского Marius) или от женского Мария. Второй вариант менее вероятен: в крестьянской среде фамилии чаще образовывали от мужских имён, поскольку глава семьи передавал прозвище детям.

Имя Марий (Марий) в святцах встречается редко, это один из раннехристианских мучеников, но в народном обиходе оно почти не прижилось. Поэтому основа фамилии могла быть не канонической, а производной от прозвища Марийко, которое давали человеку с мягким, «девичьим» характером или, наоборот, тому, кто часто поминал Богородицу (Марию). В украинских говорах суффикс -ий- в фамилиях на -енко встречается нечасто, что делает Марийченко относительно редкой формой — в отличие от массовых Иващенко, Петренко или Грищенко.

Географически фамилия тяготеет к восточной Украине и прилегающим областям России (Курская, Белгородская, Воронежская). В документах XVII–XVIII веков, например, в реестрах запорожских казаков или переписных книгах Слобожанщины, могли фиксировать формы Марийко, Марийченко, но массового распространения они не получили. В современной России фамилия встречается единично, чаще в среде потомков украинских переселенцев.

Словообразовательная модель показывает, что фамилия не дворянская и не священническая — суффикс -енко в основном носили казаки и крестьяне. Социальный статус предка Марийченко, скорее всего, был свободным или зависимым хлеборобом, а сама фамилия закрепилась в быту как отчество-прозвище, без привязки к ремеслу или местности.