Фамилия Метелищенко — характерный пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, буквально означающий «маленький» или «сын», в XVI–XVIII веках активно формировал фамилии на территории современной Украины, особенно в её восточных и центральных регионах. Метелищенко, таким образом, изначально было отчеством: «сын Метелища».

В основе фамилии лежит прозвище Метелица. В славянских языках «метелица» — это не только сильный снегопад с ветром, но и переносное обозначение быстрого, порывистого, непоседливого человека. Прозвище могли дать тому, кто «несётся как метель», отличается суетливостью или резкостью движений. В старину на Руси и Украине так могли назвать и плясуна — «метелица» также народный танец, быстрый и круговой. В украинском языке слово «метелиця» имеет ещё одно значение — мотылёк, что усиливает образ чего-то легкого, порхающего.

Ключевая деталь — промежуточная форма Метелищ (или Метелица) с суффиксом -ищ-. В украинской ономастике суффикс -ище часто указывал на потомка по мужской линии или носителя ярко выраженного признака. То есть Метелище — это «тот, кто происходит от Метелицы» или «большой, заметный Метелица». Фамилия Метелищенко закрепила эту форму в отчестве: буквально «чей сын? — Метелищенков». Подобная цепочка (Метелица → Метелище → Метелищенко) встречается и в других украинских фамилиях: от Голубь — Голубищенко, от Воробей — Воробьищенко.

Географически фамилия Метелищенко тяготеет к юго-востоку Украины и прилегающим областям России. Встречается в реестрах запорожских казаков XVIII века, что указывает на возможную принадлежность предков к казачьему сословию. Однако носители фамилии могли быть и крестьянами, и мещанами — модель на -енко была распространена во всех слоях украинского общества, кроме шляхты. В современной России фамилия редкая, но фиксируется в Краснодарском крае, Ростовской области и на юге Сибири — в местах переселения украинцев в XIX–XX веках.