Фамилия Валейченко — яркий пример того, как географическая привязка и суффикс могут рассказать о происхождении рода. Она образована по модели, типичной для западнорусских земель, особенно для территории современной Беларуси и Украины. Основа фамилии — имя Валей, которое является народной, разговорной формой крестильного имени Валентин (от латинского valens — «сильный, здоровый»). В белорусском и украинском языках имя Валентин нередко сокращалось до Валей, подобно тому как Николай становился Колей, а Павел — Павлюком.

Ключевая особенность — суффикс -енко, который в украинской ономастике указывает на потомка или принадлежность. Буквально Валейченко означает «сын или потомок Валея». В XVII–XVIII веках такие фамилии на -енко массово закреплялись за казаками и крестьянами Левобережной Украины, Слобожанщины и юга Беларуси. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто указывали на владельца (например, Валентинов — «принадлежащий Валентину»), украинская модель подчеркивала родство по отцу: «чей ты будешь?» — «Валейченко».

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с прозвищем Валей от глагола «валять» (валять шерсть, валять в грязи, валяться без дела). Однако в этом случае фамилия скорее приобрела бы суффикс -ов (Валяев) или -ин (Валеев), а не -енко. Поэтому версия с именем Валентин выглядит более убедительной и подтверждается данными словарей украинских фамилий, где Валейченко стоит в одном ряду с Валенчуком и Валентиновичем.

Встречается фамилия преимущественно в Гомельской, Могилёвской областях Беларуси, а также в Черниговской и Киевской областях Украины. В России носители Валейченко чаще всего живут на юге — в Краснодарском крае и Ростовской области, куда фамилия попала в ходе миграций XIX–XX веков. Фамилия недворянская, но и не крепостническая в классическом смысле: её носители, скорее всего, были свободными казаками или мещанами, а не крепостными, что подтверждает распространённость на территориях, где крепостное право было слабым или отсутствовало.