Фамилия Трофимченко отвечает на вопрос «чей ты будешь?» — и отвечает прямо: сын Трофима. В основе лежит не само крестильное имя, а его обиходная, уменьшительная форма Трофимка, что типично для украинской и южнорусской традиции фамилеобразования. Суффикс -енко в этих землях исторически означал «малый», «отпрыск», «наследник», поэтому фамилия буквально читалась как «Трофимкин сын» или «потомок Трофимки».

Имя Трофим пришло из древнегреческого, где «трофос» значило «кормилец», «питающий». В крестьянской среде, где кормилец — главный человек в доме, имя было понятным и уважаемым, поэтому и производных фамилий от него много: Трофимов, Трофимкин, Трофименко, Трофимчук. Трофимченко стоит в этом ряду особняком: форма с -енко и смягчённым ч указывает на западную часть украинского ареала или на переселенцев оттуда.

Церковное предание связывает имя с Трофимом, спутником апостола Павла в третьем путешествии. Трофим не оставлял учителя в трудностях, и эта черта — верность и надёжность — закрепилась за именем как народное представление. Память священномученика чтут 4 января и 15 апреля, и в эти дни в старых календарях нередко отмечали именинников.

В отличие от фамилий, которые застыли в форме притяжательного прилагательного (Трофимов), Трофимченко сохранила живую уменьшительную основу. Это говорит о том, что прозвание закрепилось в быту, в разговорной речи, а не в канцелярской записи. Так могли назвать семью, где главу звали Трофимкой — ласково, по-домашнему, но при этом выделяя его как кормильца и опору.

Отдельного дворянского рода Трофимченко не известно, искать древнюю аристократию в этой фамилии не стоит. Она — из народа, из тех семей, где имя значило больше, чем формальная запись в метрике. Носители фамилии сегодня встречаются по всей Украине, в южных областях России и среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке, куда украинские крестьяне массово уходили в XIX — начале XX века.