Фамилия Брестюк — один из тех случаев, когда географическое название перешло в фамилию напрямую, но не так, как кажется на первый взгляд. Самое очевидное предположение — что предок был родом из города Бреста. Однако в фамилиях на -юк, которые типичны для западных регионов (Белоруссия, Украина, юго-запад России), основа чаще всего указывает не на место жительства, а на прозвище или профессию.

Словообразовательная модель проста: корень Брест- плюс суффикс -юк. В белорусской и украинской ономастике суффикс -юк (как и -чук) означает «сын» или «потомок». То есть Брестюк — это «сын Бреста» или «человек из рода Бреста». Но «Брест» в таком контексте — не обязательно город. Это могло быть личное прозвище: так могли назвать человека, который приехал из Бреста, или того, кто имел какую-то связь с этим городом (торговал с ним, служил там). Второй вариант — прозвище Брест, данное человеку по какой-то внешней или поведенческой черте. В диалектах польского и белорусского языков слово «брест» (brzost) означает вяз, ильм — дерево с крепкой древесиной. Прозвище могли дать плотнику, леснику или просто крепкому, «дубовому» человеку.

Фамилия бытует почти исключительно в западных областях: в Белоруссии (особенно в Брестской и Гродненской областях) и на западе Украины (Волынь, Ровенщина). В России она редка и обычно встречается у потомков переселенцев с этих территорий. В польском языке существует аналогичная фамилия Brześciuk, что подтверждает западнославянское происхождение.

Сословный состав носителей фамилии, скорее всего, был смешанным: в основном крестьяне и мещане, так как суффикс -юк в XVIII–XIX веках был характерен для простонародья. В дворянских гербовниках фамилия Брестюк не зафиксирована. Таким образом, наиболее вероятное значение: прозвище по месту выхода (из Бреста) или по роду занятий (связанному с вязом), закреплённое в форме отчества.