Фамилия Владыченко образована по одной из самых распространённых в украинской и южнорусской ономастике моделей: с помощью суффикса -енко. В XVI–XVII веках этот суффикс в украинских землях означал «сын» или «потомок», то есть Владыченко — буквально «сын Владычего» или «потомок того, кого называли Владычий». Такая схема роднит фамилию с тысячами других южнорусских фамилий (Петренко, Шевченко, Бондаренко), но основа здесь необычная.

В основе фамилии лежит прозвище Владычий. Его корень — глагол «владеть». Чаще всего так называли человека властного, привыкшего распоряжаться, возможно, старшего в роду или общине. В некоторых русских говорах прозвище Владычий давали не столько за властность, сколько за всеобщее уважение и почитание — того, чьё слово было весомым для окружающих. То есть фамилия могла указывать не на должность, а на характер и социальный вес предка.

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает основу со словом «владыко» — церковным обращением к епископам, архиепископам и митрополитам в православной традиции (русской, сербской, болгарской). Если это так, то основатель рода мог принадлежать к духовному сословию или служить при церковном дворе. Однако эта версия слабее: суффикс -енко в украинской среде редко присоединялся к церковным титулам напрямую, а скорее к мирским прозвищам.

Примечательна и сама форма Владычий. Это притяжательное прилагательное, которое отвечает на вопрос «чей?». Прозвище такого типа указывало на принадлежность или свойство: Владычий человек — то есть человек Владыки или человек, подобный владыке. Со временем это прозвище закрепилось за потомками как наследственное имя и вытеснило прежнее родовое прозвание.

Фамилия Владыченко встречается преимущественно в восточных областях Украины и в приграничных регионах России. В дореволюционных переписях её носители чаще всего числились крестьянами и мещанами, что не противоречит обеим версиям происхождения: прозвище, данное за характер, не знало сословных границ.