Фамилия Павельченко — один из ярких примеров того, как на юге России и в Украине переиначивали на свой лад церковное имя Павел. В основе лежит крестильное имя Павел, которое в переводе с латыни означает «малый», «небольшой». Однако к нам фамилия пришла не напрямую от имени, а через его уменьшительно-ласкательную форму — Павель. Такое обращение (Павель, а не Павло) характерно для говоров, где смягчали конечный согласный. Суффикс -енко, типичный для украинской и южнорусской ономастики, указывает на прямое родство: «сын Павеля» или «потомок Павла». В XVII–XVIII веках такие фамилии на -енко массово закреплялись за казаками и крестьянами Левобережной Украины, Слобожанщины и Кубани.

Интересно, что фамилия Павельченко стоит в одном ряду с Павленко, Павлюченко и Павличенко, но заметно уступает им по распространённости. Это говорит о том, что форма Павель была менее употребительной, чем Павло или Павлюк. Если Павленко — это «сын Павла», то Павельченко — «сын Павеля», то есть более конкретное, локальное прозвище. Встречается фамилия в основном в Воронежской, Ростовской областях и Краснодарском крае, что подтверждает её миграцию вместе с запорожскими и черниговскими переселенцами.

Социальный состав носителей был преимущественно крестьянским и казачьим. Дворянских родов с такой фамилией в Российской империи не зафиксировано — это «народная» фамилия, которая возникла в среде, где отчество быстро превращалось в наследственное семейное имя. Никакой связи с родом занятий или прозвищем по характеру здесь нет: всё завязано на имени Павел и его уменьшительном варианте. Если искать однокоренные фамилии, то стоит обратить внимание на Павлюченков — это уже русифицированная форма с двойным суффиксом, где -енко дополнили русским -ов, что редкость для Павельченко, но встречается в документах XIX века.

В написании фамилии возможны варианты через «а» (Павельченко) — это единственная норма, так как корень «павел» устойчив. Ошибочное написание «Повильченко» или «Павильченко» встречается в старых метрических книгах из-за аканья, но не закрепилось. В целом фамилия звучит как типичный образец восточнославянской модели «имя + уменьшительный суффикс + патронимический суффикс», и её носители могут быть уверены: их предок носил имя Павел, а в быту его звали ласково — Павель.