Фамилия Арлюк — это, скорее всего, не самостоятельная основа, а фонетический вариант более распространённой фамилии Орлюк. Если снять оглушение начального гласного, мы видим корень «орл-», который прямо указывает на мирское имя или прозвище Орлик. В древнерусской традиции имена, образованные от названий птиц (Орёл, Сокол, Лебедь), были широко распространены: они символизировали силу, зоркость или красоту. Суффикс «-юк» в фамилии Орлюк/Арлюк типичен для украинской и южнорусской ономастики — он указывает на принадлежность к роду: буквально «сын Орлика» или «маленький Орёл».

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает фамилию с топонимом Арлюк. В Юргинском районе Кемеровской области есть посёлок с таким названием на реке Каменной. Согласно местным преданиям, он был основан в начале XX века крестьянином-переселенцем по фамилии Арлюк (или Орлюк), и поселок назвали по его фамилии. В этом случае речь идёт не о том, что фамилия произошла от названия места, а наоборот: географический объект получил имя от фамилии первопоселенца.

Таким образом, независимо от того, с какой буквы начиналась фамилия предка — с «О» или с «А», — её смысл один: прозвище, данное человеку, которого в округе сравнивали с орлом, либо уменьшительная форма от имени Орёл. Со временем, при переходе в официальную фамилию, произношение могло измениться под влиянием местных говоров, где аканье (произнесение «а» вместо «о» в безударном положении) закрепило форму Арлюк.