Фамилия Тыльченко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко, самой распространённой в этой традиции. Суффикс -енко исторически означал «маленький», «сын» или «ученик», то есть Тыльченко — это буквально «сын Тылька» или «потомок человека по прозвищу Тылько».

В основе лежит прозвище Тылько. В украинском языке слово «тильки» означает «только», «лишь». Это могло быть прозвищем человека, который часто употреблял это слово в речи — своего рода речевая характеристика. Однако более вероятно, что прозвище связано с глаголом «тилити» или «тилитися» — «медлить», «тянуть», «тащиться». В таком случае Тылько — прозвище медлительного, нерасторопного человека. Встречается и другая версия: от диалектного «тиль» — «задняя часть», «тыл», что могло указывать на место жительства или род занятий (например, тот, кто живёт на задворках).

Географически фамилия Тыльченко тяготеет к центральным и южным областям Украины — Черкасской, Кировоградской, Днепропетровской. Встречается она и в России, куда попала с волнами миграций, но остаётся редкой. В отличие от фамилий на -ов или -ин, которые в России часто означали принадлежность помещику или чиновнику, украинские фамилии на -енко в массе своей были крестьянскими и казацкими. Тыльченко — не исключение: предки носителя этой фамилии, скорее всего, были свободными земледельцами или казаками, а не крепостными.

Интересная деталь: фамилия Тыльченко могла возникнуть и как патроним от имени Тихон в его уменьшительной форме. В украинском языке имя Тихон иногда трансформировалось в Тихно, а оттуда — в Тылько через замену «х» на «ль» (явление, известное в диалектах). Если это так, то фамилия означает не «сын медлительного», а «сын Тихона». Спор между этими версиями решается только при наличии исторических записей о конкретном роде, но лингвистически версия с прозвищем выглядит чуть более прямой.