Фамилия Патченская — редкая, и её разбор стоит начать с модели образования. Типичный «дворянский» суффикс -ск- здесь не указывает на знатное происхождение: в южных и западных регионах России, а также в Беларуси и на Украине фамилии на -ский/-цкий нередко давали крестьянам и мещанам по названию деревни или местечка, откуда человек был родом. Основа Патчен- почти наверняка ведёт к названию населённого пункта — например, Патченки, Патчино или Патченск. Такие топонимы, в свою очередь, обычно образованы от прозвища или имени Патча, Патченя — уменьшительной формы от Павел или, реже, от Пафнутий (через народное Пат).

Второй, менее вероятный путь — отчество через белорусский или украинский суффикс -енк(о), который потом русифицировали добавлением -ская. В таком случае исходной формой могла быть Патченко — «сын Патчи». Но фамилия Патченская встречается почти исключительно в женском роде, что наводит на мысль: в документах она могла закрепиться как вариант для замужней женщины по мужу Патченский. Если так, то мужская форма Патченский — типичная «географическая» фамилия, указывающая на выходца из села с похожим названием.

География бытования фамилии — преимущественно юг России, особенно Ростовская область, а также восток Украины. В дореволюционных метрических книгах Патченские изредка встречаются среди государственных крестьян и мещан Харьковской и Екатеринославской губерний. Никакого отношения к польской шляхте или высшему сословию эта фамилия, скорее всего, не имеет — суффикс -ский в народной среде был просто способом обозначить «человека оттуда-то».

Корень Патч- сам по себе тёмен: он мог возникнуть из диалектного «патчить» (марать, пачкать) или из тюркского «патча» (кусок, часть), но обе версии остаются гадательными. Правдоподобнее всего — простое сокращение имени Павел в бытовой речи: Патча, Патченя.