Фамилия Диюк — яркий пример антропонимической модели, характерной для западноукраинского региона. Её основа и суффикс указывают на происхождение из Галиции, Волыни или Подолья, где фамилии на -юк особенно распространены. Этот суффикс (изначально -ук/-юк) обозначал принадлежность: «сын такого-то» или «потомок». Таким образом, Диюк — это «сын Дия».

Имя Дий (или Дый) — нечастая, но реальная форма. В древнерусском языке «дый» означало «деятельный, бодрый», а в некоторых говорах слово «дий» закрепилось как «диво, чудо». Однако более вероятно, что в основе лежит сокращённая форма от канонического имени Димитрий (Дмитрий). В народной речи Димитрий превращался в Дмитро, Демко, Димко, а от усечённой основы «Дий» с помощью уменьшительного суффикса -юк и возникла фамилия.

Существует и бытовая версия, связывающая фамилию с украинским глаголом «діяти» (действовать). В этом случае прозвище Дий мог получить человек активный, предприимчивый, заводила. В ономастике такие прозвища по действию — обычное дело, но в фамилиях они встречаются реже, чем патронимы от имён.

География фамилии подтверждает западноукраинские корни. Основная масса носителей Диюк сосредоточена в Тернопольской, Ивано-Франковской и Львовской областях. В России фамилия редка и встречается в основном среди потомков переселенцев с Украины.

С точки зрения словообразования фамилия проста: корень Дий- и типичный для Западной Украины суффикс -юк. Никаких дополнительных приращений или усложнений нет — это чистая патронимическая модель, которая не менялась веками.