Фамилия Дедюк образована от прозвища, которое восходит к слову «дед». В старину так называли не только отца отца, но и любого старого, пожилого человека, а в некоторых говорах — даже лешего или домового. Поэтому прозвище Дедюк могли дать либо по возрасту, либо по характеру: так могли назвать рассудительного, уважаемого человека, который вёл себя солидно и степенно, не по годам мудро.

Модель образования фамилии — типичная для украинской и белорусской традиции. Суффикс -юк указывает на принадлежность к роду или на происхождение: Дедюк буквально означает «внук или потомок Деда». Подобные фамилии на -юк (Петрюк, Иванюк, Гаврилюк) широко распространены на западе Украины, в частности на Волыни и в Подолье, а также на юго-востоке Польши. В России фамилия встречается реже и чаще фиксируется в южных областях, граничащих с Украиной.

В некоторых случаях фамилия могла закрепиться как «внутреннее» семейное прозвище, когда старшего мужчину в роду называли Дедом, а его детей или внуков — Дедюками, то есть «те, кто от Деда». Со временем это прозвище перешло в официальную фамилию, потеряв прямую связь с возрастом конкретного человека.

В ономастике нет единого мнения, всегда ли исходное слово «дед» означало именно пожилого человека. Иногда в основе лежит дохристианское личное имя Дед — охранительное имя, которое давали ребёнку, чтобы обмануть злых духов: мол, в семье живёт не младенец, а древний старик, и он никому не нужен. Эта версия менее распространена, но имеет право на существование.

Фамилия Дедюк фиксируется в документах с XVII века, в основном среди казацкой старшины и крестьян Гетманщины. В реестрах Войска Запорожского встречаются носители этой фамилии, что говорит о её давней истории в украинской среде. Сегодня фамилия остаётся преимущественно украинской, хотя отдельные семьи Дедюков живут в России, Беларуси и в странах эмиграции.