Фамилия Подольченко — характерный пример восточнославянской модели, где суффикс -енко указывает на происхождение от отца или прозвища. В украинской и южнорусской традиции -енко (как и -евич, -ович) означает «сын» или «потомок»: Подольченко — буквально «сын Подольца» или «потомок человека из Подолья». Основа здесь — топонимическая, от названия исторической области Подолье (Подольская земля, ныне в основном Украина) или от более мелкого населённого пункта вроде Подол, Подольск, Подольцы.

Человек, получивший такое прозвище, вероятно, был выходцем с Подолья. В XV–XVII веках, когда шло активное заселение южных земель Речи Посполитой и Московского царства, переселенцев часто обозначали по месту прежнего жительства: Подоляк, Подольский, Подольчанин. От этих прозвищ и пошли фамилии. Подольченко — одна из форм, где суффикс -ченко (чередование к/ч) указывает на украинскую адаптацию.

Есть и более прозаическая версия: прозвище могли дать человеку, жившему на подоле — в нижней части города или села, у реки. В Древней Руси «подол» означал низину, торгово-ремесленную часть поселения. Так что Подольченко мог быть не обязательно приезжим, а просто жителем определённого квартала. Но эта гипотеза менее вероятна: топоним «Подол» слишком распространён (целый район Киева, например), и фамилии от него чаще давали через суффикс -ов (Подолов), а не через -енко.

В современных записях фамилия встречается преимущественно на юге России и востоке Украины — в Ростовской, Воронежской областях, на Кубани, а также в центральных регионах Украины. Это подтверждает связь с историческим Подольем. В дворянских родословных книгах Подольченко не фигурируют — фамилия крестьянского или казачьего происхождения, что типично для фамилий на -енко.

Если искать аналоги, то однокоренные фамилии — Подольский, Подоляк, Подольцев, Подольчак. Разница в суффиксе: Подольченко — самая «сыновья» форма, указывающая на прямую наследственность от прозвища первого носителя.