Фамилия Павличенок образована по модели, типичной для западнорусских и белорусских земель: суффикс -енок (в белорусском произношении и написании часто -ёнак) указывает на «малого», «сына» или «потомка». В русском языке этот суффикс закрепился как просторечный или диалектный, но в белорусской ономастике он является одним из главных способов образования фамилий. Основа здесь — имя Павел (через народную форму Павло, Павлик). Таким образом, Павличенок — это буквально «маленький Павел» или «сын Павла».

В отличие от более распространённых фамилий с этим корнем (Павлов, Павленко, Павликов), форма на -енок встречается реже и чётко привязана к ареалу: Витебская, Могилёвская, Минская области, а также прилегающие районы Смоленщины и Брянщины. Наличие суффикса -енок вместо -ёнок (с «е» вместо «ё») — это особенность русского написания фамилии, которая в белорусском оригинале звучала бы как Паўлічонак (с ударением на втором слоге). При переписи или миграции букву «ё» могли заменить на «е» по правилам орфографии или из-за неразличения звуков в речи.

Фамилия не относится к дворянским или священническим — она крестьянская и мещанская. В XIX веке её носителями были в основном государственные крестьяне и однодворцы на западе Российской империи. Стоит отметить, что в некоторых говорах «павличенок» могло быть не только отчеством, но и прозвищем для человека маленького роста или младшего в роду, которого называли в честь старшего Павла. Однако основная версия — патронимическая, по отцу.