Фамилия Атонюк — яркий пример украинской модели фамильного словообразования. Её суффикс -юк указывает на происхождение из западноукраинских земель, особенно Волыни, Подолья и Галичины. В этой модели суффикс -юк (как и -чук, -ак, -ук) означал «сын» или «потомок», то есть Атонюк — это буквально «сын Атоня».

В основе фамилии лежит имя Атоня — это народная, разговорная форма канонического имени Антон. На Руси и в Украине имена часто сокращали и смягчали, добавляя окончание -я: Антон превращался в Атоню (с утратой начального «н»). Такое фонетическое упрощение — не редкость: например, от имени Артем появлялись формы Артюня, Артюх. Таким образом, Атонюк — это типичная патронимическая фамилия, образованная от уменьшительно-ласкательного варианта имени Антон.

Имя Антон, в свою очередь, восходит к римскому родовому имени Antonius. В христианскую традицию оно вошло благодаря святому Антонию Великому, основателю пустынножительства. Поэтому предки современных Атонюков, скорее всего, были крещёными людьми, носившими это имя в бытовой, «домашней» форме.

Социально фамилия Атонюк, как и большинство фамилий на -юк, не была дворянской или шляхетской. Она закрепилась в среде крестьян и мещан, часто казаков. В реестрах Запорожского войска и переписях населения XVIII–XIX веков такие фамилии встречаются массово, что говорит о её простонародном, но устойчивом характере. В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев, украинские фамилии на -юк реже подвергались русификации, поэтому Атонюк сохранил свою аутентичную форму.

Стоит отметить, что фамилия Атонюк довольно редкая. Её носители встречаются в основном в западных областях Украины, а также в диаспоре — в Канаде, США и Аргентине, куда украинцы переселялись в конце XIX — начале XX века. В России фамилия почти не распространена, что дополнительно подтверждает её западноукраинские корни.