Фамилия Тройченко образована по типичной для Восточной Украины модели — с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках закрепился как основной патронимический (указывающий на отца) в казацкой среде. В буквальном смысле Тройченко — это «сын Тройка» или «потомок Тройка». Основа «Трой-» восходит к прозвищу, которое могло иметь как минимум два независимых источника.

Самая очевидная версия — связь с числительным «три». Прозвище Тройка на Руси давали не только за тройку лошадей или тройку как оценку, но и за то, что человек был третьим ребёнком в семье, третьим по счёту в каком-либо деле (например, третий сын) или за привычку делать всё на троих. В украинской среде прозвище Тройка встречается в реестрах запорожских казаков — так могли назвать человека, который входил в тройку выборных или был участником «тройного» договора.

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование, — от канонического имени Трофим. В народной речи имя Трофим сокращали до Троха, Троша, а на юге — до Трой. Если к такой основе добавить суффикс -к(о), получается Тройко — форма, напрямую породившая фамилию Тройченко через замену -ко на -ченко. В пользу этой версии говорит то, что фамилии на -енко от имён на -ко (Иванко → Иванченко, Федько → Федченко) — массовое явление в украинской антропонимии.

Спорных гипотез вроде связи с «троицей» или «трояном» лучше избегать: они не подтверждаются ни географией фамилии, ни типовыми прозвищами. Тройченко — фамилия, исторически закреплённая за левобережной Украиной (Черниговщина, Полтавщина, Слобожанщина), где модель на -енко была доминирующей. Носители фамилии в XIX веке встречаются в основном среди крестьян и казаков, реже — среди мещан. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано: это чисто народная, патронимическая фамилия, без претензий на аристократию.

Словообразовательная деталь, которая отличает эту фамилию от похожих (Тройкин, Троянов): суффикс -енко здесь не просто «сын», а конкретный указатель на украинскую традицию именования по отцу. В русских землях того же человека назвали бы Тройков или Тройкин — но на юге закрепилась именно форма Тройченко, что сразу указывает на регион происхождения предков.