Фамилия Духомёнок — редкий случай, когда прямое значение основы лежит на поверхности, но происхождение от этого не становится очевидным. В основе лежит слово «дух» или «душа», но фамилия образовалась не от абстрактного понятия, а от личного имени или прозвища. В славянской традиции бытовали некалендарные имена Дух, Душа, Духан, которые давали ребёнку с пожеланием жизненной силы или, наоборот, как оберег от сглаза — считалось, что злые духи не тронут того, кто сам «дух». От такого имени через уменьшительную форму Духомён (с суффиксом -ён, как Ивашён, Пархомён) и появился патроним на -ок: Духомёнок — буквально «сын Духомёна», то есть потомок человека по прозвищу Духомён.

Ключевая особенность фамилии — её модельный суффикс. Окончание -ок в восточнославянской ономастике характерно для украинской и белорусской традиции, особенно на Полесье и в западных областях. Это не великорусская форма (там было бы Духомёнов или Духомёнкин), а именно западнорусская или малороссийская модель фамилии-отчества. Если искать региональную привязку, то фамилия Духомёнок с высокой вероятностью бытовала на территории современной Брестской, Гродненской или Волынской областей, где такие суффиксы встречаются в массовом порядке.

Не стоит путать фамилию с современным словом «духом» (творительный падеж). В XVI–XVII веках «дух» мог означать не только бесплотное существо, но и дыхание, запах, а в переносном смысле — характер, нрав. Прозвище Духомён могли дать человеку вспыльчивому, «горячему», либо, наоборот, тихому и кроткому — в зависимости от контекста. Встречаются однокоренные фамилии Духов, Духин, Духан, но Духомёнок стоит особняком благодаря редкому суффиксальному оформлению, которое сразу указывает на конкретную диалектную среду и семейный патроним, а не на сословную принадлежность. Никаких документальных сведений о дворянском происхождении или массовой миграции носителей этой фамилии не зафиксировано — это крестьянская или мещанская фамилия, сохранившая архаичную словообразовательную форму.