Фамилия Балтремюк — редкий случай, когда географическое происхождение почти наверняка перевешивает любую попытку найти славянский корень. В основе фамилии лежит не русское, не украинское и не белорусское слово, а топоним или этноним, связанный с Прибалтикой. Первая часть — «Балт-» — прямо указывает на балтийские народы (литовцев, латышей, древних пруссов) или на регион, который в XIX — начале XX века называли Остзейским краем. Вторая часть, «-ремюк», — это, скорее всего, искажённая литовская или жемайтская фамильная основа, возможно, от личного имени Рямус (Rėmus) или прозвища, означающего «спокойный», «тихий». Получается, что Балтремюк — это «балт по фамилии Ремюк» или «выходец из семьи Ремюков, живший среди балтов».

Суффикс «-юк» в этой фамилии — типичный для западноукраинских, белорусских и польских фамилий, где он обозначает «сын» или «потомок» (как в фамилиях Ковалюк, Василюк). Однако в паре с корнем «Балтрем-» он выглядит не как исконно славянская модель, а как результат офамиливания прозвища, данного приезжему. Скорее всего, предок носителя фамилии был литовцем или латышом, который переселился на земли современной Западной Украины или Беларуси (Волынь, Подляшье, Гродненщина). Местные жители, не мудрствуя, назвали его «Балтремюк» — то есть «сын того Балта-Ремюка», закрепив в фамилии и этническую принадлежность, и личное прозвище.

Есть и более простая, но менее вероятная версия: фамилия могла возникнуть на стыке двух языков в результате канцелярской ошибки или народной этимологии. Например, литовская фамилия Baltramiejus (от имени Варфоломей) при записи в российских документах могла превратиться в Балтремюк. Однако форма «-юк» всё же указывает на то, что носитель жил в среде, где этот суффикс был продуктивным, а значит, регион — юго-западные губернии Российской империи.

В любом случае, фамилия Балтремюк — это живое свидетельство этнического смешения на границе балтийского и славянского миров. Носители такой фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, а не дворянами, поскольку фамилии с суффиксом «-юк» редко встречаются в родословных книгах шляхты. Поиск в метрических книгах Волынской, Гродненской или Минской губерний конца XIX века может дать ключ к точному месту, откуда пошёл род.