Фамилия Горолюк — характерный пример украинской модели фамилий на -ук/-юк. Этот суффикс в украинской ономастике указывает на сына или ученика: Горолюк — «сын Горола» или «потомок Горола». В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто закрепились за крестьянами после отмены крепостного права, украинские фамилии на -ук/-юк формировались естественным путём в среде казачества и свободных крестьян, особенно на западе и в центре Украины.

Основа фамилии — прозвище Горол. Его происхождение можно объяснить двумя версиями. Первая: от южнорусского или украинского диалектного слова «горол» — то же, что «горлан», «крикун», «горлопан». Так могли прозвать человека с громким голосом, любителя поспорить или просто шумного. Вторая версия — связь с глаголом «городить» (огораживать, строить). В этом случае Горол — это «городильщик», строитель изгородей или укреплений. Вторая версия менее вероятна: суффикс -ол в прозвищах встречается редко, а форма «горол» в значении «строитель» не зафиксирована в источниках. Правдоподобнее первая, основанная на живом диалектном слове.

Географически фамилия Горолюк тяготеет к западным областям Украины — Волыни, Подолью, Галичине. Там суффикс -юк особенно распространён, а диалектное слово «горол» бытовало в говорах. В России фамилия встречается редко, обычно среди потомков переселенцев с Украины.

Интересная деталь: в украинских фамилиях на -юк ударение часто падает на последний слог, но в случае с Горолюк возможны варианты. Если исходное прозвище Горол имело ударение на первый слог (Го́рол), то фамилия звучит как Горо́люк. Если же прозвище произносили с ударением на второй слог (Горо́л), то фамилия — Горолю́к. В современных носителях встречаются оба варианта, что создаёт путаницу при документальной записи.

Сословная принадлежность предков Горолюков, скорее всего, была крестьянской или казацкой. Фамилии на -ук/-юк редко встречались у шляхты, которая предпочитала патронимы на -ович/-евич или фамилии на -ский. В ревизских сказках XIX века Горолюки фигурируют как государственные крестьяне или мещане западных губерний. Сведений о древних дворянских родах с этой фамилией нет.