Фамилия Рыбальченко напрямую рассказывает о роде занятий предка: в её основе лежит прозвище Рыбаль, образованное от глагола «рыбалить», то есть «ловить рыбу». Проще говоря, родоначальник этой фамилии был рыбаком, и прозвище закрепилось за ним как основное имя. Суффикс -енко указывает на украинские или белорусские корни: такая модель отчеств была типична для этих земель и означала «сын Рыбаля» или «потомок Рыбаля».

Рыболовство — одна из древнейших форм хозяйственной деятельности, её начало прослеживается ещё со времён верхнего палеолита. У племён, селившихся по берегам водоёмов, этот промысел часто становился главным источником существования, сочетаясь с собирательством, охотой и земледелием. Способы ловли были разнообразны: от запруд и сетей до корзин и удочек — почти все они дожили до наших дней в непромысловой рыбалке. С развитием обмена и торговли рыболовство у многих народов постепенно превращалось в настоящий промысел, а значит, профессиональное прозвище Рыбаль было понятно окружающим без лишних пояснений.

Впрочем, существует и вторая, менее очевидная версия происхождения. Возможно, в основе фамилии лежит не Рыбаль, а прозвище Рыбалка. В Ярославской области рыбалкой называют чайку — об этом свидетельствует и поэзия: у Н. А. Некрасова в стихотворении «На Волге» встречается это слово. Если так, то прозвище могло закрепиться за человеком за некое внешнее сходство с птицей или за манеру поведения. Однако эта гипотеза выглядит менее убедительной: профессиональная версия про рыбака проще и логичнее, а однокоренные фамилии вроде Рыбаков или Рыбалкин встречаются повсеместно.

Исторические документы подтверждают, что подобные прозвища бытовали на Руси давно. В труде С. Б. Веселовского упоминаются, например, Иов Рыба, старец Покровского монастыря (1490 год, Углич), князь Федор Юрьевич Пронский Рыбин (середина XVI века), а также Рыбушкин, певчий дьяк митрополита (1511 год). Эти записи показывают: корень «рыб-» активно использовался в личных именах и прозвищах задолго до того, как фамилии оформились окончательно.

Архивные данные по фамилии Рыбальченко охватывают разные регионы и эпохи. В архивах УВД Ставропольского края записана Рыбальченко Аграфена Петровна, родившаяся в 1876 году. Из архивов УВД Белгородской области известен Рыбальченко Андрей Филиппович, рождённый в 1860 году и проживавший в деревне Избушки Вейделевского района Воронежской области. В Книге памяти Республики Коми отмечен Рыбальченко Георгий Павлович, родившийся в 1889 году в посёлке Ульяновка Кировского района Одесской области. Эти разбросанные по стране записи подтверждают украинское происхождение фамилии и её последующее распространение по всей Российской империи.

Среди носителей фамилии есть люди, оставившие заметный след в истории. Степан Дмитриевич Рыбальченко — советский военачальник, генерал-полковник авиации, в годы Великой Отечественной войны командовал ВВС Ленинградского фронта, а затем 13-й воздушной армией. Другой известный представитель — одессит Михаил Иванович Рыбальченко (1910–1994), велогонщик, заслуженный мастер спорта СССР (1938). В 1930-х годах он добился таких результатов, что по довоенным, до сих пор непревзойдённым достижениям был занесён в Книгу рекордов Гиннесса — единственный спортсмен с такой судьбой.

Со временем прозвище Рыбаль, изначально присоединённое к наследственному имени, полностью заменило его и в быту, и в официальных документах. Так фамилия Рыбальченко закрепилась за потомками рыбака, сохранив память о занятии, которое кормило их предка.