Фамилия Гребелюк — яркий пример украинской модели фамилий на -ук/-юк. Суффикс -юк (вместо более распространённого -ук) указывает на западноукраинское или полесское происхождение: такие формы типичны для Волыни, Подолья, части Галиции. Он присоединялся к основе, обозначая «маленького», «потомка» или «работника» при том, кто назван корнем. В данном случае корень — «греб-», и здесь есть две основные версии происхождения.

Первая и самая вероятная — от прозвища или профессии Гребель. В основе — слово «гребля» (гребля как сооружение, плотина, или же гребля как действие — гребля веслом). Прозвище Гребель мог получить строитель и смотритель речных плотин, работник на мельнице, либо же гребец, лодочник. Учитывая, что «гребля» в украинском языке означает и «плотина», и «гребля вёслами», носитель мог быть занят на водных работах. Суффикс -юк тогда даёт значение «сын Гребля» или «помощник гребляра».

Вторая версия — от личного имени или прозвища Гребель, образованного от глагола «грести» (сгребать, собирать). В таком случае прозвище могло относиться к человеку, который сгребал сено, работал в поле с граблями. Это более бытовая, но тоже правдоподобная гипотеза.

Менее убедительна связь с польским «grzebień» (гребень, расчёска) — слишком далёкая по звучанию и маловероятная для украинской модели.

Фамилия Гребелюк — нечастая, в основном фиксируется в западных областях Украины (Волынская, Ровенская, Тернопольская). В России встречается редко, как правило, у потомков переселенцев с Украины. Сословно — это типичная крестьянская или казацкая фамилия, без дворянских корней. Её носители в XIX веке были, скорее всего, свободными сельскими обывателями или мещанами, занятыми в хозяйстве или на речных промыслах.