Фамилия Денисюк образована от крестильного имени Денис, которое, в свою очередь, восходит к древнегреческому Дионисий — имени бога жизненных сил природы, виноделия и веселья. Святым покровителем этого имени считается Дионисий Пергийский (Памфилийский). Таким образом, Денисюк буквально означает «сын Дениса».

Модель образования фамилии — украинская, с суффиксом -юк, характерным для Подолья, Волыни и Полесья. Этот суффикс выполнял ту же роль, что русские -ов/-ев или -ин: указывал на принадлежность к роду. Если в русской среде от имени Денис появились Денисовы, то в украинской — Денисюки. В XIX веке имя Денис приобрело широкое распространение в России, что усилило и число носителей производных фамилий.

Интересная деталь: написание фамилии устойчиво, без вариантов вроде Денищук или Денисёнок, что говорит о её закреплении именно в западных регионах. Встречается также редкая форма Денисюк с ударением на последний слог, что характерно для говоров юго-западного наречия. Фамилия не имеет сословной привязки — её носили и крестьяне, и мещане, и казаки, что типично для патронимических фамилий на -юк.