Фамилия Артеменюк построена по одной из самых распространённых в Западной Украине словообразовательных моделей — на -ук/-юк. Этот суффикс буквально означает «маленький» или «потомок»: его присоединяли к основе отцовского имени, чтобы назвать сына. В данном случае основа — Артемен (от имени Артём, в украинском произношении — Арте́менко, Арте́мен). Так что Артеменюк — это «сын Артема» или «Артемов внук».

Само имя Артём (церковное Артемий) пришло из древнегреческого и переводится как «невредимый», «здоровый». В народе оно было очень популярным, поэтому фамилий от него возникло множество: Артемьев (русская форма), Артеменко (украинская на -енко), Артёмов. Артеменюк стоит в этом ряду особняком из-за суффикса, который чётко указывает на регион происхождения — преимущественно Волынь, Подолье и западные области Правобережной Украины.

География фамилии это подтверждает. Наибольшая концентрация носителей Артеменюк фиксируется в Хмельницкой, Ровенской, Тернопольской и Винницкой областях. В России фамилия встречается реже и почти всегда указывает на украинские корни предков, переселившихся в ходе миграций XIX–XX веков.

Словообразовательная модель на -ук/-юк в украинской ономастике считается более архаичной, чем на -енко. Если -енко («Артеменко») в XVI–XVII веках стало универсальным для всей Украины, то -ук/-юк сохранил локальный, «западноукраинский» оттенок. Поэтому Артеменюк — не просто отчество, но и маркер определённой историко-культурной территории.

Сословного барьера у фамилии не было: её могли носить как крестьяне, так и казаки. В реестрах Запорожского войска встречаются казаки с подобными окончаниями, но конкретно Артеменюки — фамилия более поздняя по времени фиксации. Массово она закрепилась в XVIII–XIX веках, после отмены крепостного права, когда бывшим крестьянам нужно было получить официальные паспорта.

В написании возможна вариация: реже встречается форма Артеменюк с ударением на последний слог, но в украинском языке ударение чаще падает на третий слог — Артеменю́к. Русскоязычные носители нередко смещают ударение на второй слог, что ломает исконную ритмику, но не меняет этимологии.