Фамилия Трохимченко — украинская по происхождению, и её разумнее всего начинать разбирать с суффикса. Формант «-енко» — классический для восточноукраинской антропонимии, особенно для Левобережья и Слобожанщины. В XVII–XVIII веках этот суффикс означал «сын» или «потомок»: Трохимченко — буквально «сын Трохима». Со временем патроним закрепился как наследственная фамилия, и сегодня носители встречаются не только в Украине, но и в южных областях России, куда фамилия попала вместе с переселенцами.

Основа фамилии — мужское имя Трохим, народная форма канонического имени Трофим. В греческом оригинале Τρόφιμος (Trophimos) значит «питомец», «вскормленник» или «воспитанник». На украинской почве имя приобрело характерный говор: «ф» перешло в «хв» или просто «х», что дало Трохим. Такая фонетическая особенность — верный признак живого народного произношения, а не книжного. В церковных метриках одно и то же лицо могли записать и как Трофим, и как Трохим, но в быту победил второй вариант.

Интересно, что фамилия Трохимченко стоит в одном ряду с однокоренными, но образованными по другим моделям. Сравните: Трофимов (русский вариант с суффиксом «-ов»), Трофименко (более близкий к литературному имени), Трохимчук (западный украинский вариант с суффиксом «-чук»). Трохимченко же — типичный пример именно восточноукраинского патронима, где «-енко» присоединилось к разговорной форме имени. Наличие такого варианта в роду может указывать на то, что предки жили в зоне влияния казацкой традиции, где фамилии на «-енко» были особенно распространены среди крестьян и казачьей старшины.

По социальному статусу первые носители фамилии вряд ли принадлежали к знати. В реестрах запорожских казаков и в переписях Гетманщины фамилии на «-енко» чаще всего фиксировали за рядовыми казаками, мещанами и крестьянами. Дворянство эта модель получала редко, разве что в случае выслуги или пожалования. Так что предки Трохимченко, скорее всего, были людьми небогатыми, но свободными — не крепостными, а лично зависимыми от гетманской или полковой власти.

Географически фамилия тяготеет к Полтавской, Черниговской, Сумской и Харьковской областям. В дореволюционных документах носители часто встречаются в селах с названиями на «-овка» и «-щина», что подтверждает их сельское происхождение. После переселенческих волн XIX–XX веков Трохимченко появились на Кубани, в Ставрополье и на Дону — там, куда уходили малоземельные крестьяне с Украины.