Фамилию Паламученко стоит рассматривать как один из вариантов написания украинской фамилии Паламарченко или Паламаренко. В её основе лежит слово «паламарь» — так в южных и западных регионах Руси называли церковного служителя, пономаря. Пономарь (от греческого «парамонарь» — приставленный) помогал при богослужении, звонил в колокола, следил за порядком в храме. Фамилия Паламученко образована по типичной украинской модели с суффиксом -енко, который изначально означал «сын» или «потомок»: Паламученко — буквально «сын паламаря».

Однако в написании через «у» есть особенность. В украинском языке возможна диалектная замена звука [а] на [у] в безударном положении, особенно в говорах Полесья и Подолья. Поэтому Паламученко — это не ошибка, а живой фонетический вариант, закрепившийся в документах. Такие формы встречаются в старых метрических книгах Черниговской, Полтавской и Харьковской губерний, где фамилию могли записать на слух как «Паламученко» вместо более распространённого «Паламарченко».

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает фамилию с прозвищем «Паламут» или «Паламуда». В южнорусских говорах «паламутить» значило «мутить, ссорить людей», а «паламуда» — это сварливый человек. В таком случае Паламученко — потомок того, кого прозвали за беспокойный нрав. Но эта гипотеза уступает первой: фамилии на -енко от названий профессий встречаются в десятки раз чаще, чем от прозвищ с абстрактным значением.

По сословной принадлежности предки Паламученко, скорее всего, относились к казачеству или крестьянству. Церковные должности в малороссийских сёлах часто передавались по наследству, и сын пономаря оставался в том же приходе или переходил в другой. Фамилия не принадлежит к аристократическим, но и не считается редкой: в современных украинских телефонных справочниках Паламученко встречается преимущественно в центральных и восточных областях — от Винницы до Харькова.