Фамилия Гребеннюк — характерный пример украинской антропонимии с прозрачной, но не единственной этимологией. Если смотреть на модель, то суффикс -юк (вариант -ук) указывает на западноукраинское происхождение, чаще всего с Волыни, Подолья или Галичины. В этой модели фамилия означает «малый Гребенник» или «сын Гребенника»: человек, чей отец носил прозвище Гребенник.

Само прозвище Гребенник в старину имело два основных значения. Первое и самое очевидное — ремесленник, изготовлявший гребни для расчесывания пряжи, льна и волос. В крестьянском быту гребень был незаменимым орудием ткачества и прядения, а мастеров по дереву, вырезавших гребни, называли именно гребенниками. Второе значение — человек, который торговал гребнями или имел характерную внешнюю примету: например, носил гребень в волосах или имел «гребешок» на голове (редкая, но встречающаяся в прозвищах метафора). В словаре Бориса Унбегауна «Русские фамилии» модель на -юк последовательно трактуется как патронимическая, то есть «сын такого-то», что исключает прямую связь с ремеслом у самого носителя фамилии: предок мог быть сыном гребенщика, а не обязательно сам им работать.

Географически фамилия Гребеннюк сегодня встречается прежде всего в западных областях Украины — Тернопольской, Хмельницкой, Ровенской, а также в приграничных районах Беларуси и Польши. В России она редка и, как правило, принесена переселенцами конца XIX — начала XX века. Интересно, что в польских метриках XVIII века встречаются записи Grebieniuk — с тем же корнем, но под влиянием польской орфографии. Это показывает, что фамилия сложилась задолго до унификации написаний.

Споров вокруг корня немного: он очевиден, но иногда Гребеннюк путают с фамилией Гребенюк, где суффикс -юк присоединен к той же основе, но без удвоенной «н». Разница в написании — не ошибка, а следствие разных диалектных произношений: в одних говорах «гребенник» звучало с твердым «н», в других — с мягким, что и закрепилось на письме. Версия о происхождении от названия птицы (гребенюк — самец глухаря) маловероятна: для птичьих прозвищ типичны суффиксы -ак, -ач, но не -юк, и в украинских говорах «гребенюк» в этом значении не зафиксирован.