Фамилия Болтонюк — типичный пример украинской фамилии, образованной по патронимической модели. Её основа — прозвище или нецерковное имя Болтон, к которому добавили уменьшительно-патронимический суффикс -юк. В украинской ономастике суффикс -юк (как и -чук, -енко) указывает на «сына» или «потомка»: Болтонюк буквально означает «сын Болтона» или «маленький Болтон».

Корень Болтон- восходит к глаголу «болтать» в значении «говорить, калякать, пустословить». В старину болтуном называли не столько пустомелю, сколько словоохотливого человека, любителя поговорить или того, кто «болтает языком» без дела. Прозвище Болтон давали, скорее всего, разговорчивому, общительному человеку, возможно — балагуру или рассказчику. В некоторых говорах «болтон» могло означать и того, кто «болтает» (взбалтывает) жидкость, например, маслобойщика, но это значение менее вероятно для прозвища.

Географически фамилия Болтонюк распространена преимущественно на западе Украины — в Волынской, Ровенской, Хмельницкой областях. Это зона, где суффикс -юк особенно характерен: он типичен для западнополесского и волынского ареалов. Встречается фамилия и в Беларуси, на юго-западе Брестской области, что объясняется исторической близостью этих земель.

Однокоренные фамилии — Болтов, Болтунов, Болтухин — чаще встречаются в России и образованы по другой модели (-ов, -ин), тогда как Болтонюк остаётся чисто украинским вариантом. Интересно, что фамилия не имеет варианта с «а» (Балтонюк) — это говорит об устойчивости произношения в местных говорах, где «о» не редуцируется.

Социальный статус первых носителей, скорее всего, крестьянский или казацкий: в среде сельского населения Украины патронимические фамилии на -юк распространились в XVI–XVIII веках, вытесняя более древние родовые имена. Дворянских корней у Болтонюков, по доступным данным, нет — это фамилия простых людей, чьё прозвище закрепилось за родом по отцу.