Фамилия Молоченко образована от личного имени или прозвища Молоко — такое объяснение выглядит наиболее убедительным. В старину на Руси существовала традиция давать детям мирские имена, не связанные с христианскими святцами. Их черпали из окружающего быта: называли человека по предметам, явлениям, животным. Имя Молоко — как раз из этого ряда. Им могли наречь ребёнка, которого долго вскармливали материнским молоком, — такой след в памяти семьи легко превращался в устойчивое прозвание.

Но не менее вероятно, что Молоком окликали взрослого человека. Прозвище могли дать за мягкий, добрый нрав, за светлый цвет лица или за то, что человек держал молочную торговлю. В те времена грань между мирским именем и прозвищем была зыбкой: одно легко переходило в другое, и сейчас уже трудно сказать, что именно стояло у истока конкретной семьи.

Сама фамилия построена по типичной для украинских и южнорусских земель модели. Суффикс -енко изначально означал «сын», «потомок»: Молоченко — буквально «сын Молока». Такая форма указывает на территорию, где фамилия закрепилась, — это Левобережная Украина, историческая Гетманщина, откуда фамилии на -енко распространились по всей Российской империи.

Стоит заметить, что в русской ономастике фамилии от названий пищи встречаются нечасто, но и не уникальны. Тот же корень дал жизнь фамилиям Молоков, Молочников, Молочков. Однако Молоченко стоит особняком: если Молоков — это чисто русская форма с суффиксом -ов, то Молоченко несёт явный украинский след. Любопытно, что в основе лежит не форма «Молоко», а скорее ласкательное «Молочко» — так могли звать ребёнка в семье. Суффикс -енко присоединился к этой уменьшительной основе, что делает фамилию двойным указанием на родство: и через уменьшительное имя, и через патронимический суффикс.

В письменных источниках фамилия встречается преимущественно в документах XVIII–XIX веков, когда закрепление фамилий на украинских землях пошло активными темпами. Однако точных дат и имён первых носителей мы не знаем — метрические книги того времени сохранились далеко не везде. Можно с уверенностью сказать лишь то, что предки современных Молоченко жили в крестьянской или казацкой среде: именно эти сословия чаще всего использовали мирские имена и прозвища в качестве основы для фамилий.