Фамилия Бомбелюк — редкий пример украинской фамилии, в основе которой лежит не имя, не профессия, а скорее всего, прозвище. На это указывает суффикс -юк, типичный для западноукраинских и волынских фамилий: он обозначал «сын» или «потомок» человека, носившего исходное прозвище. То есть Бомбелюк — это «сын Бомбеля».

Корень «Бомбель» — вот где главная загадка. В украинских говорах слово «бомбель» могло иметь два значения. Первое — диалектное название крупного шмеля или слепня. В этом случае прозвище могли дать человеку с низким гудящим голосом или тому, кто был назойливым, как насекомое. Второе значение — ироничное прозвище толстого, неуклюжего человека (от польского «bąbel» — пузырь, шишка). В некоторых регионах «бомбелем» называли также медлительного или ворчливого мужчину.

Интересно, что фамилия Бомбелюк практически не встречается в центральных и восточных областях Украины. Её географический ареал — преимущественно Волынь, Ровенская и Житомирская области, а также юг Беларуси. Это подтверждает, что фамилия сформировалась именно в зоне влияния западных диалектов, где суффикс -юк был основным способом образования фамилий.

В отличие от более частых фамилий на -енко, модель Бомбелюк указывает на более позднее оформление — примерно XVII–XVIII века, когда прозвища перестали быть просто уличными кличками и закрепились за целыми родами. Сословного барьера у фамилии не было: её могли носить и крестьяне, и казаки, но из-за редкого корня она почти не попала в реестры дворянских родов Российской империи.

В написании фамилии возможна вариация «Бомбелюк» (через «е») — она единственно верная с точки зрения этимологии. Вариант «Бомбилюк» (через «и») — результат ошибочной записи под влиянием слова «бомба», но к взрывчатым веществам фамилия отношения не имеет.