Фамилия Омеличенко — яркий пример украинской модели фамилий, образованных от канонического имени. Её ядро — крестильное имя Емельян (в народной украинской форме Омельян), которое, в свою очередь, восходит к греческому «Аимилианос» — «ласковый», «приветный». Прибавление суффикса -енко — главный маркер: в Поднепровье и на Левобережной Украине этот суффикс в XVI–XVII веках означал «сын» или «потомок». Таким образом, Омеличенко — буквально «сын Омельяна».

В отличие от фамилий на -ов или -ин, которые у русских указывали на принадлежность отцу (Иванов — сын Ивана), украинский суффикс -енко подчёркивал именно потомка, младшего в роду. Это делало фамилию не просто отчеством, а родовым прозвищем, которое закреплялось за целой семьёй. Ударение в фамилии Омеличенко падает на второй слог (Омели́ченко), что характерно для таких образований.

В письменных источниках фамилия зафиксирована в метрических книгах и ревизских сказках Полтавской и Черниговской губерний середины XVIII века. Там встречаются как Омельяненко, Омельянов, так и Омеличенко — диалектные варианты одного корня. Разница между Омеличенко и Омельяненко простая: в основе первого — форма Омельян, второго — Омелян. Оба варианта бытовали в разных сёлах, часто в соседних.

Социально фамилия Омеличенко — казацкая или крестьянская. В реестрах Войска Запорожского XVII–XVIII веков встречаются казаки с прозвищем Омельян, а их потомки уже носили фамилию на -енко. Это означало, что предок не был шляхтичем или духовным лицом — фамилии на -енко редко давались дворянам, но были массовыми среди свободных военных поселенцев и государственных крестьян.

Если искать однокоренные фамилии по России и Украине, то Омеличенко стоит в одном ряду с Омельяненко, Омельяновым, Омельченко и Омельчуком. Последние два — варианты, где суффикс -чук (западноукраинский) или -ченко (южнорусский говор) меняют окраску, но корень остаётся тем же: «омель» — сокращение от Емельян.