Фамилия Гимелюк — редкая и географически привязанная. Её основа и суффикс сразу выдают украинское или белорусское происхождение, а конкретнее — западные регионы. Модель образования типична для фамилий на -юк, -ук, которые в украинском языке означали «сын» или «потомок» человека, названного в корне. То есть Гимелюк — это «сын Гимеля» или «потомок Гимеля».

Корень Гимель- восходит к личному имени или прозвищу. Скорее всего, это вариант еврейского мужского имени Гимель (Гиммель), которое в идише означало «небо» или было связано с буквой еврейского алфавита «гимель». В среде ашкеназских евреев на территории Речи Посполитой, а затем и Российской империи, имя Гимель было распространено. Фамилии на -юк в украинском контексте часто давались не только этническим украинцам, но и представителям других народов, жившим в смешанной среде. Таким образом, носитель фамилии Гимелюк мог быть потомком еврея по имени Гимель, который жил на украинских или белорусских землях и получил фамилию по местной модели.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная: основа может быть связана с диалектным глаголом «гимелити» или «гимлити» — говорить невнятно, бормотать. В этом случае прозвище Гимель дали человеку с такой речевой особенностью, а потом оно превратилось в фамилию. Однако первая версия — через личное имя — выглядит убедительнее, потому что имя Гимель в восточноевропейском регионе хорошо документировано, а диалектный глагол узко локален и не дал массовых фамилий.

С точки зрения географии, фамилия Гимелюк встречается в основном на западе Украины (Волынь, Подолье) и в приграничных районах Беларуси. В России она крайне редка и, как правило, принадлежит потомкам переселенцев из этих регионов. В документах XIX века носителей фамилии можно встретить среди мещан и крестьян, что типично для фамилий такой модели — они не были дворянскими или купеческими, а фиксировали принадлежность к простому сословию.

В написании фамилии возможны варианты: Гимелюк, Гимэлюк, реже — Гимельюк. Последний вариант — более точная передача произношения с мягким «ль». Но в официальных записях закрепилась форма без мягкого знака, как это часто бывает в украинских фамилиях на -юк.