Фамилия Тымочко встречается нечасто, и её происхождение не лежит на поверхности. Скорее всего, это украинская или белорусская фамилия, образованная по распространённой в этих регионах модели. Суффикс -ко (в данном случае -очко — уменьшительно-ласкательный вариант) указывает на то, что перед нами прозвище или имя в уменьшительной форме. Основа «Тым-» — это, вероятнее всего, фонетический вариант имени Тимофей. В украинском и белорусском языках звук «и» часто заменяет русское «о» в безударной позиции, а «ф» могло перейти в «т» или просто выпасть. Таким образом, Тымочко — это «маленький Тимофей» или «сын Тимофея», то есть патронимическое прозвище, которое закрепилось как фамилия.

Менее вероятная, но тоже возможная версия связывает фамилию с диалектным словом «тыма» (тьма, темнота). В этом случае прозвище Тыма могли дать человеку за смуглую кожу, тёмные волосы или угрюмый нрав, а Тымочко — его уменьшительная форма. Однако, учитывая широкую распространённость имени Тимофей в православной среде, первая версия выглядит убедительнее. Фамилии на -ко, как правило, не указывают на сословную принадлежность: они встречались и у крестьян, и у казаков, и у мещан.

Географически фамилия Тымочко тяготеет к западным областям Украины, а также к югу Беларуси. В России она редка и, если встречается, чаще всего у потомков переселенцев с Украины. Интересно, что написание через «ы» (а не через «и») — Тымочко, а не Тимочко — закрепило именно народное, живое произношение, где звук «ы» более твёрдый, чем русский «и». В официальных документах XIX века такую фамилию могли записать на слух, что и определило её современный вид.