Фамилия Букий — редкий случай, когда основа почти наверняка не славянская, а греческая, и попала она в русский язык через церковную среду. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных от мирских имён или прозвищ, Букий восходит к полной форме канонического имени. В православных святцах есть имя Ву́кий (от греческого «букос» — бык, телец), которое носил раннехристианский святой Вукий, пострадавший при императоре Траяне. В русской бытовой традиции начальное «в» нередко отпадало (как в фамилиях Уткин от Вутка или Олков от Волк), так что Вукий превратился в Букий.

Словообразовательная модель здесь архаичная: фамилия застыла в форме именительного падежа, без типичных суффиксов -ов, -ин или -ский. Это характерно для фамилий, которые возникли в среде духовенства или в южнорусских и украинских говорах, где прозвища и имена нередко переходили в фамилии без изменений (например, Варфоломей, Апостол, Тропа). Священник или дьяк по имени Букий мог получить такую фамилию прямо при поступлении в семинарию — в XVIII–XIX веках семинаристам часто давали «искусственные» фамилии по имени святого, иногда в грецизированной или латинизированной форме.

Есть и другая, менее вероятная версия: фамилия могла возникнуть от прозвища Бука (угрюмый, нелюдимый человек) с добавлением суффикса -ий, но в этом случае мы бы ожидали форму Букин или Буков. Форма Букий слишком точно совпадает с церковным именем, чтобы считать это случайностью. Кроме того, в документах XIX века — например, по Киевской и Подольской губерниям — фамилия Букий встречается именно среди лиц духовного звания и их потомков.

Географически фамилия тяготеет к западу и югу России: Украина, Белоруссия, южные области России. Встречается она нечасто, что тоже подтверждает её книжное, а не массовое крестьянское происхождение. Носители фамилии Букий, скорее всего, потомки причетников, дьячков или священников, получивших фамилию по имени святого Вукия.