Фамилия Артемюк образована от краткой формы крестильного имени Артемий (в русском просторечии — Артём). Имя это древнегреческого происхождения, означает «невредимый, здоровый, посвящённый Артемиде». В отличие от более распространённых на севере и в центре России Артемьевых и Артёмовых, фамилия Артемюк сформировалась по западнорусской модели.

Суффикс -юк в фамилиях типичен для украинского, белорусского и южнорусского ономастикона. Он указывал на принадлежность: Артемюк — «сын Артема» или «потомок Артема». Такая модель особенно характерна для Волыни, Подолья, Полесья и прилегающих областей. Если Артемьев или Артёмов с равной вероятностью мог быть и крестьянином, и дворянином, то Артемюк почти наверняка указывает на крестьянское или мещанское происхождение предков — в этих сословиях отчества на -юк бытовали как фамилии.

Краткая форма Артем, лёгшая в основу, закрепилась в быту как мирское имя — так звали человека, не дожидаясь полного церковного варианта. Поскольку имя Артемий было распространённым, фамилия Артемюк не уникальна, но заметно уступает по частоте «северным» аналогам. Географически она чаще встречается в западных областях Украины, в Беларуси и среди переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. Встречаются варианты написания: через «ё» (Артемюк) и с ударением на последний слог, что свойственно южнорусским говорам.