Фамилия Данылюк — типичный представитель западноукраинской модели фамилий на -юк. Её основа — имя Данило (каноническая форма Даниил), а суффикс -юк в украинской ономастике выполняет ту же роль, что русский -ов или белорусский -енко: указывает на сына, потомка. То есть Данылюк буквально означает «Данилов сын» или «маленький Данило». Такая словообразовательная схема особенно распространена на Волыни, Галичине, в Подолье и на юго-западе Беларуси — там, где в XVI–XVIII веках активно формировались фамилии крестьян и казаков.

В отличие от польских фамилий на -юк, которые могли писаться через «i» (Daniłuk), украинский вариант с твёрдым «ы» закрепился в русской передаче. Интересно, что фамилия не получила широкого распространения в центральной России — её ареал остаётся плотным в Ровенской, Хмельницкой, Тернопольской областях Украины, а также в приграничных районах Беларуси. Это указывает на то, что предки носителей фамилии в массе своей были крестьянами или мещанами, а не дворянами: шляхта чаще брала фамилии на -ский или -ович.

Корень «Данил-» сам по себе библейский (др.-евр. Даниэль — «Бог мой судья»), но в народной среде имя воспринималось как исконно своё, без религиозного оттенка. В украинских говорах форма Данило была настолько привычной, что фамилии от неё образовывались десятками: Данилюк, Даниленко, Данильчук, Данилович. Данылюк — один из вариантов с характерным для западных регионов сужением гласного (и → ы) под влиянием местных говоров.

Споров вокруг этимологии фамилии практически нет: все исследователи сходятся на патронимической модели от имени Данило. Редкая гипотеза о связи со словом «дань» (даньщик, сборщик дани) не выдерживает критики — суффикс -юк в этом случае дал бы форму Данюк, а не Данылюк. Так что можно уверенно говорить: первые Данылюки — это потомки человека по имени Данило, жившего, скорее всего, в XVII–XVIII веках на западе современной Украины.