Фамилия Плеченко — классический пример украинской фамилии, образованной от прозвища с уменьшительным суффиксом. В её основе лежит прозвище Плечко, которое, в свою очередь, восходит к украинскому слову «плiчко» — «плечико». Фамилия буквально означала «сын Плечко», то есть сын человека, носившего такое прозвище.

Прозвище Плечко не имело какого-то одного строгого значения. Чаще всего оно отражало внешние особенности основателя фамилии: так могли назвать человека худощавого телосложения или с узкими плечами. Но у слова «плiчко» были и другие смыслы, которые тоже могли закрепиться в прозвище. Например, так называли ленту или полоску ткани через плечо в женском или детском платье без рукавов — в этом случае прозвище могло относиться к человеку, чья одежда имела такую деталь, или, возможно, к портному, который такие платья шил.

Существует и третья версия, связанная с гастрономией: плiчком на Украине называли окорок или лопатку. Отсюда предположение, что прозвище Плечко могло закрепиться за мясником, либо за полным, «осанистым» человеком, которого в шутку сравнивали с этим куском мяса. Из трёх версий внешность кажется самой правдоподобной: прозвища по телосложению — один из самых распространённых типов в народной антропонимии, тогда как профессиональные и «гастрономические» мотивы встречаются реже.

Модель образования фамилии типична для украинской ономастики. Суффикс -енко исторически обозначал отчество или принадлежность к роду отца и со временем превратился в фамильный. В данном случае он присоединился к основе Плеч-, дав форму Плеченко. Такая модель была особенно продуктивна на Левобережной Украине, в частности в казацкой среде, где фамилии на -енко получили массовое распространение уже в XVII веке. Поэтому можно предположить, что предки Плеченко происходили из этих земель.

Интересно, что однокоренные фамилии — Плечко, Плешаков, Плечев, Плечистов — встречаются и в русской среде, но именно форма Плеченко выдаёт украинское происхождение рода. Прозвище Плечко, изначально бытовавшее в устной речи, со временем полностью вытеснило наследственное имя и в повседневной жизни, и в официальных документах, закрепившись за потомками как постоянная родовая метка.