Фамилия Грепенчук — редкий пример, где основа не бросается в глаза, и сразу понятно, что перед нами украинская модель: суффикс -чук указывает на происхождение от человека по имени или прозвищу, обычно означая «сын» или «потомок». В украинской ономастике -чук (вариант -ченко) — один из самых распространённых патронимических суффиксов, особенно на западе и в центральных областях. Значит, Грепенчук — это «сын Грепена» или «потомок Грепена».

Корень «грепен-» — тёмный и неочевидный. В русском языке нет слова «грепен» или «грепень». Скорее всего, это прозвище, образованное от диалектного глагола или существительного. Можно предположить связь с украинским «грепіти» (скрести, царапать) или с польским «grepać» (грести, копать). В таком случае прозвище Грепен мог получить человек с цепкими руками, скребок по работе (например, землекоп) или просто тот, кто постоянно что-то «гребёт» — в переносном смысле, запасливый или прижимистый. Другая версия — искажение от «гребель» (гребля, плотина) или «гребінь» (гребень). Тогда прозвище могло относиться к человеку, жившему у гребли или занимавшемуся строительством запруд.

Географически фамилия Грепенчук почти не встречается в современных базах данных, что говорит о её крайней редкости. Возможно, она бытовала в узком ареале на западе Украины — в Волынской, Ровенской или Тернопольской областях, где суффикс -чук особенно типичен, и где диалекты могли сохранить слово «грепен» в каком-то местном значении. Сословно, скорее всего, предки были крестьянами или ремесленниками — фамилии на -чук редко встречались у шляхты, это народная, демократическая модель.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то более известны Гребенчук (от «гребінь») и Грепчук (возможно, стяжённая форма). Грепенчук стоит особняком — с редким корнем, который не даёт однозначной этимологии, но именно это делает фамилию ценной для ономастики: она сохранила диалектное или утраченное слово.