Фамилия Тулученко образована по типичной для украинской ономастики модели с суффиксом -енко. В XVII–XIX веках этот суффикс в Поднепровье и Слобожанщине выполнял роль отчества или указания на происхождение от отца: Тулученко — «сын (или потомок) Тулука». Основа здесь — прозвище Тулук, которое и дало начало фамилии.

Прозвище Тулук могло иметь два основных источника. Первый — тюркское слово «тулук», означающее «мешок из цельной шкуры животного» (бурдюк). В южнорусских и украинских степях, где контакт с тюркскими народами был постоянным, такое прозвище мог получить кожевник, изготовитель бурдюков, либо просто плотный, «мешковатый» человек. Вторая версия связывает прозвище с диалектным глаголом «тулукать» — кричать, шуметь, аукать. В этом случае Тулуком могли называть крикливого человека или запевалу в хороводе. Обе версии правдоподобны, но первая — с ремесленной или бытовой характеристикой — встречается в антропонимии чаще, так как прозвища по профессии были основным источником фамилий у крестьян и казаков.

Фамилия Тулученко географически тяготеет к центральным и восточным областям Украины. Она встречается в Черкасской, Полтавской, Днепропетровской и Харьковской областях, а также в прилегающих районах России, куда переселялись украинские крестьяне и казаки. Написание с буквой «о» на конце — классический украинский вариант, который в русских документах могли записывать и как Тулученков, но такая форма менее распространена.

С точки зрения социального происхождения, Тулученко — типичная фамилия казацкой или крестьянской среды. В реестрах Войска Запорожского и метрических книгах XVIII–XIX веков носители этой фамилии встречаются среди рядовых казаков и посполитых (свободных крестьян). Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не зафиксировано, что подтверждает её простонародное происхождение.

Интересно, что фамилия Тулученко сохранила редкий для украинских фамилий элемент — отсутствие смягчения основы. Многие фамилии на -енко образованы от имён с мягким знаком (Иван — Иванченко, Гриць — Гриценко), но здесь основа Тулук твёрдая, что делает её более архаичной по звучанию. Это косвенно указывает на то, что прозвище Тулук было не столько уменьшительным от имени, сколько самостоятельным, «взрослым» прозвищем.