Фамилия Хылюк — яркий пример восточнославянской модели фамилий на -юк, характерной прежде всего для украинского и белорусского ареала. Суффикс -юк указывает на «сына» или «потомка» человека, чье имя или прозвище стало основой. В данном случае основа — Хыль (или Хыля), и фамилия буквально означает «сын Хыля» или «потомок Хыля».

Происхождение самой основы Хыль неочевидно и открывает поле для версий. Наиболее вероятная связь — с украинским или польским словом «hyl» (хиль, хыль), которое в диалектах означало «загривок», «шея» или «хребет». В переносном смысле так могли прозвать человека с длинной или необычной шеей, либо сутулого, сгорбленного (ср. украинское «хилитися» — наклоняться, гнуться). Менее вероятна, но возможна связь с древним личным именем Хыль, которое могло быть сокращением от крестильного имени, например, от Хиларий (веселый) или Хрисанф, через народные формы вроде Хыля.

С географической точки зрения фамилия Хылюк — редкая и «кабинетная»: её нет в массовых списках распространённых фамилий Украины или Беларуси. Скорее всего, она локальна и могла возникнуть в одном из западных регионов (Волынь, Подолье, Полесье), где суффикс -юк особенно активен. Встречаемость фамилии сегодня — единичные случаи, что говорит об узком родовом гнезде. Сословно предки, носившие эту фамилию, скорее всего, были крестьянами или казаками: именно в этих средах прозвища, основанные на внешности (шея, осанка), давались особенно часто и закреплялись в фамилиях.

Таким образом, фамилия Хылюк — нечастая, но прозрачная по словообразованию. Её носитель — потомок человека по прозвищу Хыль, которого, вероятно, выделяли по особенности фигуры или осанке.