Фамилия Карпатюк — яркий пример украинской модели фамилий на -юк. Суффикс -юк (наряду с -ук, -чук) в украинской ономастике указывает на «сына» или «потомка», то есть Карпатюк — это буквально «маленький Карпат» или «сын Карпата». Основа здесь необычная: не имя и не профессия, а географическое название — Карпаты. Такие фамилии по горам встречаются редко, и это сразу выделяет Карпатюков среди соседних фамилий, образованных от личных имён (Иванюк, Петрюк).

Вероятнее всего, фамилия возникла в среде гуцулов или бойков — этнических групп украинцев, издавна живших в Карпатах. Предка могли прозвать Карпатом за то, что он пришёл из гор, жил у их подножия или торговал с горными селами. В некоторых говорах «карпат» могло быть прозвищем человека коренастого, крепкого, «как гора», но это уже вторичная версия. Первична именно привязка к местности.

Менее вероятна, но не исключена версия, что основа — не Карпаты, а личное имя Карпат (редкое, но встречавшееся в западных регионах). Однако в таком случае фамилия была бы более распространённой, а Карпатюк — штучная, локальная. Словарь украинских фамилий Ю. Редько фиксирует подобные формы, но именно Карпатюк — редкий случай, когда топоним стал прозвищем, а затем фамилией.

Фамилия бытует почти исключительно в западной Украине: Ивано-Франковская, Черновицкая, Закарпатская области. В России или Беларуси практически не встречается, что подтверждает её узкую региональную привязку. Носители фамилии, судя по географии, — потомки горцев, вероятно, крестьян или ремесленников, а не шляхты, так как суффикс -юк в массе своей народный, крестьянский, в отличие от аристократичных -ский/-цкий.