Фамилию Кобыльняк стоит разбирать, отталкиваясь от суффикса -няк. Это характерный восточнославянский формант, который в украинском и белорусском языках часто указывал на принадлежность к чему-то или на совокупность предметов. Если сравнить с фамилиями Винник, Мельник, Бортняк, то -няк здесь — указание на человека по его занятию или месту. Однако в случае с Кобыльняк основа «кобыл-» ведет не к профессии, а к прозвищу.

Корень фамилии — «кобыла». В русских и украинских говорах это слово имело не только прямое значение (лошадь-самка), но и переносные: так могли назвать высокого, нескладного человека, либо, наоборот, работящего и выносливого, как лошадь. В некоторых диалектах «кобыла» — это еще и деревянное приспособление для пыток или станок для работы, например, у сапожников. Поэтому прозвище Кобыла мог получить и мастер, работающий на таком станке.

Сама модель образования Кобыльняк означает «сын или потомок Кобылы». Суффикс -няк в украинской ономастике часто заменял более привычный русскому уху -ов/-ев. То есть Кобыльняк — это аналог фамилии Кобылин, но с иной региональной привязкой. Фамилия почти наверняка украинская по происхождению. Она распространена в западных и центральных областях Украины, особенно на Волыни и в Подолье, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке.

Встречаются варианты написания, которые могли возникнуть из-за ошибок в документах или особенностей местного произношения: Кобильняк, Кобыльняк. Ударение обычно падает на последний слог — Кобыльня́к, что тоже типично для украинских фамилий с таким суффиксом.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что Кобыльняк — не самая частая форма. Гораздо больше распространены Кобылин, Кобылкин, Кобылянский. Последняя, кстати, образована от топонима (населённый пункт вроде Кобылья или Кобыляны), а Кобыльняк — именно от личного прозвища. Это отличает ее и делает более «прозрачной» для этимологии: предок носителя фамилии, скорее всего, был человеком с прозвищем Кобыла, которое дали ему за внешность или характер, а не за место жительства.