Фамилия Гамолюк — яркий пример украинской модели образования фамилий с уменьшительным суффиксом -юк. Такие фамилии (Гамолюк, Ковалюк, Дмитрюк) особенно распространены на западе Украины: в Волынской, Ровенской, Житомирской областях, а также в соседних регионах Беларуси и Польши. Суффикс -юк здесь выполняет ту же роль, что и русский -енок/-онок — указывает на «маленького», «сына» или «ученика» того, кто назван в основе.

Основа фамилии — Гамол. Это прозвище или неканоническое имя, которое могло возникнуть от глагола «гамолить» (говорить невнятно, бормотать, шуметь). В украинских говорах «гамол» — человек, который много и бестолково говорит, или тот, кто создает гам, шум. Встречается и польское gomoła — «крикливый, беспокойный». Таким образом, первый носитель фамилии, скорее всего, получил прозвище за свою разговорчивость или шумный нрав, а его сына или потомка уже записали как Гамолюка.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная, — связь с личным именем Гавриил в его народной форме Гамол. Уменьшительные варианты от библейских имен в украинской традиции нередко давали такие неожиданные формы: Гамол от Гаврила, как Тимол от Тимофея. В таком случае Гамолюк — «сын Гамола», то есть потомок человека по имени Гавриил.

В польской ономастике встречается фамилия Gamołek, что подтверждает западнославянские корни модели. Поскольку фамилия не относится к числу распространенных, ее носители, вероятно, происходят из одного или нескольких соседних сел на Волыни или Подляшье. В дореволюционных метрических книгах Гамолюки встречаются в основном среди крестьянского и мещанского сословия, без фиксации в дворянских родословных.

Таким образом, фамилия Гамолюк рассказывает о предке, который либо был говорливым человеком (от «гамолить»), либо носил народную форму имени Гавриил. Точное значение зависит от того, какой корень лежал в основе прозвища, но обе версии укладываются в типичную для украинской антропонимии картину.