Фамилия Павлышенко — яркий пример украинской модели образования фамилий на -енко. В отличие от русских фамилий на -ов (Павлов) или польских на -ский, суффикс -енко в украинской ономастике указывал на «малого», «сына» или «потомка» того, кто назван в основе. Если разобрать слово по косточкам: корень Павл- (от имени Павел), затем суффикс -ыш- (уменьшительно-ласкательный или патронимический, как в русских фамилиях Павлычев, Павлыгин), и уже потом украинский суффикс -енко. Получается «сын маленького Павла» или «внук Павла».

Основа имени Павел — латинское paulus, то есть «малый», «скромный». Имя пришло на Русь вместе с христианством и было одним из самых распространённых, поэтому фамилий от него — десятки вариантов. Но Павлышенко стоит особняком: в нём не просто имя, а его обиходная, народная форма Павлыш. Такие формы образовывались в быту для обозначения ребёнка или младшего члена семьи. В отличие от фамилии Павленко, где суффикс -енко присоединён сразу к полному имени, Павлышенко фиксирует промежуточный этап: сначала было прозвище или отчество Павлыш, а уже от него — Павлышенко.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черкащине, где суффикс -енко был доминирующим способом фамилеобразования. В России эта фамилия встречается реже, обычно как результат миграции украинского крестьянства в XVIII–XIX веках на южные и восточные окраины империи. Социальный срез: носители фамилии — потомки казаков, мещан или государственных крестьян, а не дворян, так как фамилии на -енко в массе своей оставались простонародными и редко попадали в родословные книги.

Интересная деталь: в документах XIX века можно встретить варианты написания «Павлышенко» и «Павлішенко» — это следы разного произношения на украинских диалектах. Твёрдый ы вместо і ближе к северным говорам, где сохранялось древнее произношение. Так что по написанию фамилии можно примерно понять, откуда родом предки: если в основе ы — скорее всего, из левобережной Украины или Слобожанщины.