Фамилия Димедюк — одна из тех, где разгадка лежит на поверхности, если знать, как устроены украинские фамилии. Её основа — имя Дмитро, украинская форма канонического имени Димитрий (в русской традиции — Дмитрий). Суффикс -юк — типичный для фамилий Западной Украины, особенно Волыни и Подолья (современные Ровенская, Хмельницкая, Тернопольская области). По модели образования это патроним: Димедюк буквально означает «маленький Дмитро» или «сын Дмитра». Добавочный элемент -ед- в середине — результат народной переработки: имя Дмитро в разговорной речи могло звучать как Дмид, Дмидер, а в западных говорах — и как Димед. Фонетически это сближение звуков под влиянием местных диалектов: «дми-» перешло в «диме-» для удобства произношения. Таким образом, Димедюк — это не искажение, а живое диалектное образование, закрепившееся в фамилии.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная — связь с прозвищем Дим, Дыма (от дым). Тогда Димедюк мог означать «потомок человека, связанного с дымом»: либо кузнеца, либо печника, либо того, кто жил в курной избе. Однако эта гипотеза слабее, потому что суффикс -юк в украинской ономастике почти всегда прикрепляется к личным именам, а не к нарицательным словам. Сравните: Костюк (от Кость, Константин), Андрюк (от Андрей), Иванюк — здесь та же модель.

Фамилия недворянская, крестьянская. Носители Димедюк — это потомки свободных или крепостных крестьян, которые в XIX веке получили фамилию по имени отца. Встречается она и сейчас преимущественно на западе Украины, а также в диаспоре — в Канаде, США, Аргентине, куда уезжали украинские переселенцы в конце XIX — начале XX века. В русских записях фамилию могли записывать на слух — как Демидюк или Димидюк, но корень остаётся тем же: Дмитрий, только в украинской народной обработке.