Фамилия Бучелюк — редкий пример, где суффикс сразу выдаёт географию. Окончание -юк характерно для западноукраинских и белорусских фамилий, особенно распространено на Волыни, в Полесье и на Подолье. Это типичный патроним, образованный по модели «основа + суффикс -ук/-юк», который в этих краях заменял великорусское -ов/-ев или польское -ович. Буквально Бучелюк — «потомок (сын) Бучула» или «человек из рода Бучула».

Корень фамилии — Буч- — вызывает споры. Самая прямая версия: прозвище Бучело (или Бучул) могло относиться к человеку, который «бучит», то есть громко кричит, ревёт, мычит (от «бучать» — издавать глухой протяжный звук). В говорах юго-западной Руси это слово применяли и к корове, и к упрямому человеку. Менее вероятна, но возможна связь с диалектным «буча» — суматоха, шум, ссора, и тогда прозвище давали задире или скандалисту.

Интересно, что в той же словообразовательной гнезде лежат фамилии Бучук, Бучко, Бучак. Но Бучелюк отличается суффиксом -ел-: он мог указывать на конкретное прозвище Бучело (человек, который «бучит» как бык или медведь) или на профессиональную кличку — в некоторых говорах «бучелом» называли того, кто занимался вымачиванием и отбеливанием холстов (бучить — вываривать в щёлоке). Эта версия правдоподобнее, если предок был ткачом или ремесленником, связанным с обработкой льна.

Сословного распределения у фамилии нет: на западнорусских землях фамилии на -ук/-юк носили и крестьяне, и мещане, и духовенство. В метрических книгах XIX века Бучелюки встречаются в основном в сёлах нынешних Житомирской и Хмельницкой областей. Встречается также вариант написания Бучелюк через «ё» — Бучелюк, но это уже результат поздней русификации в документах, произносилась фамилия всегда с твёрдым «ч».