Фамилия Катерынюк — характерный пример украинской фамилии, образованной по модели, которая сразу указывает на род занятий или прозвище предка. В основе лежит слово «катерина» — так в украинских и южнорусских говорах называли популярный сорт яблок. Однако связь здесь не с фруктом, а с человеком: прозвище Катерина мог получить садовод, торговавший этими яблоками, или же человек с именем Катерина (простонародная форма Екатерина). В украинской ономастике женские имена нередко становились прозвищами мужчин — например, если так звали мать, жену или хозяйку, а мужчина был «при ней» (Катеринин муж, работник).

Главная особенность фамилии — суффикс -юк, типичный для Правобережной Украины, Волыни и Полесья. Он выполнял роль уменьшительно-патронимического: означал «сын» или «потомок» того, кто назван в корне. То есть Катерынюк — буквально «сын Катерины» (в смысле «сын того, кого прозвали Катериной»). Такая модель (основа + -юк) массово закрепилась в западных регионах Украины в XV–XVII веках, когда крестьяне получали фамилии по прозвищам отцов.

Географически фамилия тяготеет к Хмельницкой, Житомирской и Ровенской областям. Встречается и в соседней Беларуси, где суффикс -юк тоже распространён, но реже. Написание с «ы» (Катерынюк, а не Катеринюк) — не ошибка, а следствие местного произношения: в некоторых говорах безударное «и» после твёрдого согласного звучит как «ы». В документах XIX века могли фиксировать оба варианта, но «Катерынюк» закрепился как основной.

Сословно фамилия почти наверняка крестьянская или казацкая. Украинские фамилии на -юк редко встречались у шляхты — они были маркером простонародья. Если предок Катерынюков и владел землёй, то, скорее всего, как свободный казак или зажиточный селянин, а не как помещик. В метрических книгах XVIII–XIX веков такую фамилию стоит искать в сёлах бывшей Волынской губернии.

Сравните с однокоренными: Катеринюк (та же основа, но с «и»), Катеринчук (с суффиксом -чук, более восточный вариант), Катеринкин (русская адаптация через -ин). Все они указывают на единый корень — либо имя, либо яблочное прозвище, но Катерынюк сохранил наиболее архаичную фонетическую форму.