Фамилия Гуцелюк образована по распространённой в западных украинских землях модели: к основе Гуцель- добавили суффикс -юк. Этот суффикс в украинской ономастике — один из главных указателей на происхождение: он означает «потомок» или «маленький», то есть Гуцелюк — буквально «сын Гуцеля» или «младший Гуцель».

Сама основа — прозвище Гуцеля — происходит от украинского глагола «гуцати». Первое значение этого слова — «подбрасывать на руках, на коленях (ребёнка)». В таком случае прозвище дали человеку, который любил возиться с детьми, нянчил их или играл с ними. Второе, более редкое значение глагола «гуцати» — «подпрыгивать, вскакивать под действием чего-либо». Отсюда идёт другая версия: Гуцелей могли прозвать человека с нервным тиком или психическим расстройством, чьи движения были резкими, непроизвольными.

Обе версии имеют право на существование, но первая — «детская» — встречается в украинских говорах чаще и звучит бытовее. Прозвища, данные по привычке или занятию, обычно вытесняли более «диагностические» варианты.

Сам суффикс -юк характерен для Подолья, Волыни и части Галичины. Если сравнить с однокоренными фамилиями — Гуцал, Гуцалюк, Гуцевич — видно, как одна и та же основа обрастала разными окончаниями в зависимости от региона. Гуцелюк — типичный пример фамилии, которая закрепилась там, где украинский язык дольше сохранял архаичные черты в словообразовании.

Позже прозвище Гуцеля полностью заменило наследственное имя в обиходе и документах, а его производная форма — фамилия — перешла к детям уже как официальная.