Фамилия Виротченко — классический пример восточноукраинской фамилии, образованной по продуктивной модели с патронимическим суффиксом -енко, который в буквальном смысле значит «маленький» или «сын». Носитель такой фамилии — потомок человека по прозвищу или имени Виротко, Вироток или Вироть.

Корень здесь самый спорный и интересный. В лексике восточнославянских говоров нет общеупотребительного слова «вирот» или «вирота». Ономасты предлагают две основные версии, и обе ведут к прозвищу, а не к крестильному имени.

Первая и наиболее вероятная версия — связь с диалектным глаголом «вироти» или «вiротити», который в украинских и южнорусских говорах означает «сворачивать», «отворачивать», «кривить». Прозвище Вирот могли дать человеку с кривой походкой, косому на один глаз или просто упрямому, «своенравному», кто всё делает «навыворот». В этом ряду стоят и фамилии Верёвкин, Вертипорох — все они описывают характер или физическую особенность через глагол движения.

Вторая версия — фонетический вариант от имени Варфоломей или Варнава. В украинском языке греческое «Варфоломей» могло редуцироваться до форм Вирт, Вирот, особенно под влиянием акающих говоров. Но эта версия слабее: для имени Варфоломей типичнее суффиксы -ук/-юк (Варфоломеюк) или -ов (Варфоломеев). Форма с суффиксом -к- (Виротко) почти всегда указывает на прозвище, а не на церковное имя.

Географически фамилия тяготеет к левобережью Днепра — Полтавская, Сумская, Черниговская области. Именно там модель на -енко давала до 60% всех фамилий крестьян и казаков. В реестрах Запорожского войска фамилия не встречается, что косвенно указывает на более позднее, пореформенное происхождение — скорее всего, от прозвища, данного в сельской общине XIX века.

Ударение в фамилии — на второй слог: Виро́тченко. Встречающееся в паспортах написание через «ы» (Выротченко) — результат украинской орфографической традиции, где «и» передаётся как «ы» при русификации.