Фамилия Денысяк звучит на слух как западноукраинская, и это верное направление. В её основе лежит имя Денис, но не напрямую, а через народную, диалектную форму. В украинском языке, особенно в галицких и волынских говорах, имя Денис нередко произносили и записывали как «Денис» или «Деныс» — с твёрдым «ы» вместо литературного «и». От этой обиходной формы и образовали фамилию с помощью типичного для западных регионов суффикса -як.

Суффикс -як в украинской ономастике выполняет сразу две функции. Во-первых, он указывает на принадлежность или родство: Денысяк — буквально «сын Дениса» или «человек из рода Дениса». Во-вторых, этот суффикс часто давал фамилиям оттенок простонародности, закрепляя за носителем прозвищное имя отца. Если бы фамилия образовалась по центральноукраинской модели, она звучала бы как Денисенко, а по польской — как Денисович или Денисевич. Форма Денысяк чётко указывает на регион бытования: это исторические земли Галичины, Волыни, Подолья, а также Закарпатья.

Исходное имя Денис, в свою очередь, восходит к греческому Дионисий — имени бога виноделия и плодородия Диониса. В христианской традиции это имя носил святой Дионисий Ареопагит, почитаемый и в православии, и в католичестве. Таким образом, предок носителя фамилии Денысяк был, скорее всего, крестьянином или мещанином из западноукраинских земель, которого в быту называли по отцу — Деныс, а его дети пошли уже как Денысяки.

Встречается также вариант Денисяк — с буквой «и» в корне. Это результат более поздней адаптации написания под литературную норму или влияние польской орфографии, где «y» читается как твёрдый «ы». Оба варианта — Денысяк и Денисяк — однокоренные и означают одно и то же, но написание через «ы» точнее передаёт народное произношение, с которого фамилия и началась.