Фамилия Овальченко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала доминирующей на Левобережной Украине, а позже распространилась на южные и центральные регионы Российской империи. Суффикс -енко изначально был уменьшительным и указывал на «сына» или «потомка»: Овальченко буквально означает «маленький Оваль» или «сын Оваля». Такие фамилии обычно закреплялись за детьми, когда отца знали в округе по прозвищу или имени.

Корень фамилии — Оваль — вызывает вопросы. В украинской ономастике это редкая основа. Самое правдоподобное объяснение: Оваль — это диалектная или искажённая форма имени Опанас (Афанасий). В украинских говорах звук «ф» часто заменялся на «хв» или «в», а фамилии вроде Опанасенко, Панасенко, Ованесов известны. Но здесь могло произойти и обратное: отпадение начального «хв» (Ховаль → Оваль), если в основе лежит глагол «ховати» (прятать, хранить). Тогда прозвище Оваль мог получить скрытный, осторожный человек.

Менее вероятна, но всё же возможна связь с польским или немецким словом «oval» (овальный, продолговатый). В этом случае прозвище могло относиться к внешности — человеку с круглым или вытянутым лицом. Но для украинской среды такое заимствование нетипично, и в словарях украинских фамилий (например, у Ю. К. Редько) основа «оваль» не фиксируется как продуктивная.

Географически фамилия Овальченко встречается преимущественно в Полтавской, Черкасской и Киевской областях — то есть в зоне классического распространения фамилий на -енко. В России носители сосредоточены в Краснодарском крае и Ростовской области, куда переселялись украинские крестьяне в XIX — начале XX века.

По сословной принадлежности предки Овальченко, скорее всего, были казаками или крестьянами. Фамилии на -енко редко встречались у дворян и духовенства: это «демократичная» модель, характерная для свободных сельских общин.