Фамилия Новосельченко — характерный пример украинской модели фамилии, образованной от географического названия или прозвища, связанного с местом жительства. Её основа — «Новосель(к)о», а суффикс «-енко» указывает на происхождение из южнорусских и украинских земель, где такие окончания означали «сын» или «потомок»: Новосельченко — буквально «сын Новоселька».

Корень «Новосел-» отсылает к слову «новосёл» — человек, недавно поселившийся на новом месте, или к названию населённого пункта вроде Новосёлки, Новоселье, Новосельское. Такие села и деревни десятками разбросаны по Украине, Беларуси и югу России. Предок носителя фамилии мог быть либо выходцем из одной из этих Новосёлок, либо первым поселенцем на пустоши — в любом случае прозвище Новосёл или Новоселец закреплялось за человеком, который только что обживался на новой земле.

Суффикс «-ченко» — вариант более частого «-енко» после шипящих и ц: в украинской ономастике основа на «-ельк-» даёт «-ельченко» (как Мельник → Мельниченко, Сельский → Сельченко). То есть Новосельченко — не единственная форма; её «братья» — Новоселов (русская модель), Новосельский (польско-шляхетская), Новосельцев (указание на «сына новосельца»). На фоне этих фамилий Новосельченко выбивается редким суффиксальным вариантом: он встречается преимущественно в центральной и восточной Украине — Черкасская, Полтавская, Сумская области.

Сословная принадлежность предков с такой фамилией, скорее всего, была крестьянской или казацкой. В реестрах Запорожского войска и переписях XVIII века на Левобережье часто фиксировали прозвища по месту выхода, а суффикс «-енко» был типичен для казачьих родов. Дворянских родов Новосельченко не известно — в Российской империи эта фамилия не попала в гербовники, что подтверждает её простонародное происхождение.

Ударение в фамилии, по законам украинского языка, падает на третий слог: Новосе́льченко. В русском быту возможен перенос на второй слог (Новосе́льченко), но это искажает исходную модель.