Фамилия Пиличенко — один из характерных примеров украинской модели фамилий на -енко. Этот суффикс, который в XVII–XVIII веках закрепился в украинской ономастике, первоначально имел значение «сын» или «потомок», а со временем стал восприниматься просто как фамильный показатель. Пиличенко — это «сын Пилича» или, если точнее, «потомок человека, которого звали Пили(й)».

Основа фамилии — Пилич — это, скорее всего, краткая форма от имени Пилип (то есть Филипп). В украинском языке имя Филипп звучит как Пилип, и от него образовалось множество уменьшительных и патронимических форм: Пилипко, Пилипенко, Пилипчук. Пилич — одна из таких форм, где суффикс -ич указывает на принадлежность: «Пилипов сын». Таким образом, Пиличенко — это двойной патроним: сначала от имени Пилип образовали Пилич, а затем от Пилича — Пиличенко.

Есть и другая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование. В южнорусских и украинских говорах слово «пиликать» означало «играть на скрипке» или «издавать высокий, писклявый звук». Отсюда могло возникнуть прозвище Пилика, Пилич — для человека, который постоянно напевал, пиликал на каком-нибудь инструменте или говорил тонким голосом. Фамилия Пиличенко тогда означала бы «потомок того, кого прозвали Пиликой». Но эта версия слабее: прозвище по звукоподражанию встречается реже, чем патроним от канонического имени.

Географически фамилия Пиличенко распространена прежде всего в центральных и восточных областях Украины, а также в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XIX веке. Встречается она и в Беларуси, но в меньшей степени. Сословного барьера у фамилии не было: её носили и казаки, и крестьяне, и мещане, потому что модель на -енко была самой массовой в украинской среде.

Интересная деталь: в русских переписях XIX века фамилию могли записывать по-разному — Пиличенков, Пиличенко, иногда через букву «ы» — Пыличенко, под влиянием акающих говоров. Но современное написание закрепилось именно с буквой «и» и без дополнительного русского суффикса -ов, что чётко указывает на украинское происхождение.