Фамилия Дмитрук напрямую связана с именем Дмитрий, которое имеет греческие корни и переводится как «принадлежащий Деметре» — богине земледелия и плодородия. Но интереснее здесь не столько значение имени, сколько модель образования фамилии. Суффикс -ук указывает на западноукраинское происхождение: в Волынской, Ровенской, Тернопольской и соседних областях так формировали фамилии от крестильных имён. Дмитрук — это буквально «маленький Дмитрий» или, по другой версии, «сын Дмитрия». В польской ономастике похожий суффикс -uk тоже частотен, что объясняет распространение фамилии на исторических землях Речи Посполитой.

В отличие от фамилий на -ов или -ин, которые преобладают в центральной и северной России, Дмитрук сохранила региональный колорит. Её носители — преимущественно потомки крестьян и мещан из Западной Украины и юго-восточной Польши. Встречается также вариант написания Дмитрюк — это не ошибка, а фонетический вариант, закрепившийся в некоторых говорах. Иногда фамилию путают с Дмитрак или Дмитрик, но там другой суффикс: -ак и -ик тоже означают принадлежность, но распространены в других регионах.

С точки зрения словообразования, основа Дмитр- восходит к церковнославянской форме Димитрий, а суффикс -ук в украинской традиции часто указывал на младшего члена семьи или ученика. То есть изначально Дмитрук могло быть прозвищем младшего сына в семье, где отца звали Дмитрием. Со временем прозвище закрепилось как фамилия и передавалось по наследству, уже не связываясь с возрастом.

В польских метриках XVII–XVIII веков фамилия фиксируется в формах Dmitruk и Dymitruk, что связано с особенностями латинской транскрипции восточнославянских имён. После разделов Речи Посполитой носители фамилии оказались в составе Российской империи, где её записывали на русский манер — без изменений, поскольку суффикс -ук не переделывали под великорусские модели.

Известных носителей с этой фамилией немного, и они не образуют единой династии — это обычная крестьянская фамилия, не дворянская и не купеческая. Её география бытования до сих пор сконцентрирована на западе Украины, в Беларуси и среди диаспор в Канаде и США, куда уезжали в начале XX века.