Фамилия Новомлинченко — одна из тех, где корень говорит сам за себя, но суффикс заставляет задуматься. Основа здесь прозрачна: «Новомлин» от слов «новый» и «млин» (южнорусский и украинский вариант слова «мельница»). Однако сразу бросается в глаза, что фамилия не укладывается в привычную схему «Новомлинов» или «Новомлинский». Вместо этого мы видим суффикс -енко, который в украинской ономастике традиционно означает «сын» или «потомок». Но тогда исходная форма должна была бы звучать как «Новомлинко» — прозвище человека, жившего у новой мельницы или работавшего на ней. Фактически Новомлинченко — это вторичная форма: от прозвища Новомлинок (или Новомлинко) с помощью патронимического суффикса -енко. То есть буквально «сын Новомлинка».

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, где «млин» — обычное слово для мельницы, а суффикс -енко — самый распространённый способ образования фамилий. Встречается она в основном в бывших Екатеринославской, Харьковской губерниях, а также на Кубани, куда переселенцы принесли её в XIX веке. В центральной России, где говорили «мельница», а не «млин», такой вариант практически не фиксируется.

Интересно, что фамилия Новомлинченко могла возникнуть не только у владельца или работника мельницы, но и у жителя хутора или села с названием Новый Млин. Такие топонимы встречаются на Украине (например, село Новомлынск на Сумщине). В этом случае фамилия указывала бы не на профессию, а на место рождения — типичная модель для украинских фамилий на -енко, которые часто образовывались от названий поселений.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что Новомлинченко — более редкая форма, чем, скажем, просто Млинченко или Новомлинов. Второй вариант (на -ов) характерен для русской традиции и встречается реже, что лишний раз подчёркивает украинские корни носителей Новомлинченко. В целом фамилия недвусмысленно говорит о связи предков с мельничным делом или конкретным местом — новой мельницей, и несёт в себе чёткую региональную окраску.