Фамилия Мартынченко — яркий пример украинской модели образования фамилий. Она относится к группе фамилий на -енко, самой распространённой в Украине. Суффикс -енко исторически означал «маленький», «сын» или «потомок», то есть Мартынченко — это буквально «сын Мартына». В этом её отличие от русских фамилий с суффиксами -ов/-ев (Мартынов) или -ин (Мартынин).

Основа фамилии — мужское имя Мартын. Это народная, разговорная форма канонического имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», то есть воинственный). Имя было популярно среди крестьян и мещан на территории современной Украины, Беларуси и юга России. В православных святцах имя закрепилось как Мартин, но в быту чаще звучало как Мартын.

Географически фамилия Мартынченко — типичная для Левобережной Украины, особенно для Полтавской, Сумской, Черниговской областей. В Российской империи носители такой фамилии чаще всего были государственными крестьянами или казаками. В дворянских родословных книгах эта фамилия почти не встречается — она крестьянская по происхождению.

Стоит обратить внимание на редкую особенность: в фамилии сохранился твёрдый «ы» (Мартын, а не Мартин). Это указывает на то, что имя вошло в обиход через устную народную традицию, а не через церковные книги, где писали «Мартин». Если бы фамилия образовалась от книжного варианта, она звучала бы как Мартиненко — такая фамилия тоже существует, но гораздо реже.

Однокоренные фамилии (Мартынов, Мартынюк, Мартынович) различаются только суффиксами, но все они восходят к одному и тому же имени-прозвищу. Носитель фамилии Мартынченко может быть уверен: его предок по прямой мужской линии в XV–XVII веках носил имя Мартын, и фамилия закрепилась за его детьми как указание на родство, а не на профессию или место жительства.