Фамилия Пустовойченко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках была распространена в Поднепровье и Слобожанщине. Суффикс -енко в прямом смысле означает «маленький», «сын» или «потомок». Поэтому Пустовойченко — это «сын Пустовойта» или «потомок Пустовойта». Сама основа фамилии восходит к прозвищу Пустовойт, которое состоит из двух корней: «пуст-» (пустой) и «-войт» (сельский староста, судья или управляющий).

Прозвище Пустовойт могло возникнуть в нескольких ситуациях. Самая вероятная версия — ироничное прозвище человека, который был назначен войтом, но не имел реальной власти, авторитета или достатка, то есть был «пустым» начальником. В польском и украинском праве войт (wójt) — это выборный глава общины, должность весомая, и если её занимал бедный или неспособный человек, за ним могло закрепиться такое насмешливое имя. Вторая версия — прозвище дали человеку, который жил на пустом, незаселённом месте или в доме, где раньше жил войт, но тот уехал или умер.

С географической точки зрения фамилия Пустовойченко наиболее характерна для центральных и восточных областей Украины — Полтавщины, Черкасщины, Киевщины, а также для юга России, куда переселялись украинские казаки и крестьяне. В реестрах запорожских казаков и метрических книгах XVIII–XIX веков встречаются однокоренные варианты: Пустовойт, Пустовойтов, Пустовойтовский.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -ов/-ев, которые зачастую указывают на принадлежность к конкретному человеку (чей сын?), украинские фамилии на -енко подчёркивают именно родство по отцу. Таким образом, Пустовойченко — не просто «потомок Пустовойта», а указание на то, что родоначальник был человеком с такой характеристикой, и его дети или внуки закрепили за собой это прозвище как родовое имя. В русской среде фамилию могли записывать как Пустовойченков, адаптируя к местной модели, но исходная форма осталась в украинском варианте.