Фамилия Байталюк — одна из тех, что не дают однозначного ответа, а ставят перед выбором: географический, диалектный или тюркский след. В любом случае её основа — прозвище или именование Байтал, а суффикс -юк указывает на украинскую или белорусскую среду, где такие форманты типичны для фамилий, образованных от личных имён или прозвищ.

Самая конкретная версия ведёт к украинскому селу Байталы в Одесской области. Село стоит на реке Тилигул и известно своим источником, который местные считают целебным. Если предок носителя фамилии был оттуда родом, то Байталюк — это типичное «географическое» прозвище: человека, переселившегося из Байтал, называли Байталём, а его потомки закрепили фамилию с суффиксом -юк. В пользу этой гипотезы говорит то, что фамилия действительно встречается в южных и центральных областях Украины, хотя массовой статистики по ней нет.

Вторая версия — от украинского слова «байтала» (неловкий, неповоротливый человек). Такие прозвища по характеру давали охотно, и они нередко становились фамилиями. Если человек был медлительным или неуклюжим, его могли дразнить Байталом. Суффикс -юк в этом случае работает как обычно: «сын Байтала» или «потомок того, кого звали Байтал».

Третья гипотеза выводит прозвище из тюркского «байтал» — молодая кобыла, обычно трёхлетка. В татарском и других тюркских языках это слово не имело отрицательного оттенка. Так могли прозвать либо конезаводчика, либо человека резвого, подвижного, с лёгким нравом. Эта версия менее вероятна для украинской фамилии, но не исключена: в степных регионах Украины, особенно на юге, тюркские заимствования в языке и прозвищах — обычное дело.

Что объединяет все три версии — фамилия Байталюк явно не книжная, не искусственная. Она возникла в народной среде, скорее всего, на территории современной Украины. Её носители могли быть крестьянами, казаками или мещанами — фамилия не указывает на дворянское происхождение. Точных сведений о сословной принадлежности первых Байталюков нет, но по модели образования и распространению она типична для украинских фамилий XIX века.

В написании фамилии нет разночтений: Байталюк — это украинская форма с суффиксом -юк, аналог русских фамилий на -ов/-ев. Встречается она редко, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: чем реже фамилия, тем проще выстроить цепочку предков.