Фамилия Вильховченко — характерный пример украинской фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -енко. Эта модель, распространённая в Поднепровье и на Левобережной Украине, буквально означает «маленький» или «сын» (подобно русским фамилиям на -ович/-евич). В основе фамилии лежит прозвище или именование Вильховец.

Самая прямая версия связывает Вильховца с конкретным местом — селом Вильховец в Черкасской области. Название села, в свою очередь, происходит от украинского «вільха» (ольха), то есть «ольховый куст» или «ольшаник». Человек, переселившийся оттуда, получал прозвище по месту выхода: «откуда? — из Вильховца». Такой способ называть пришлых людей был повсеместным, и для фамилий на -енко это одна из самых надёжных основ.

Менее вероятна, но встречается в народной этимологии версия от слов «вільний» (свободный) и «ховати» (прятать). Сторонники этой гипотезы предполагают, что прозвище Вильховец могли дать беглому крестьянину или казаку, который «вольно прятался». Однако лингвистически такое сращение малоправдоподобно: фамилия легко объясняется через топоним, а натянутое соединение двух корней не подтверждается историческими источниками. Ономасты (в частности, словарь Ю. Редько) указывают, что фамилии с корнем Вильх- почти всегда восходят к географическим названиям или к слову «ольха».

Таким образом, наиболее вероятно, что предок носителя фамилии Вильховченко был либо выходцем из села Вильховец на Черкащине, либо жил у ольховой рощи и получил соответствующее прозвище. Суффикс -енко окончательно закрепил за его потомками значение «сын Вильховца».