Фамилия Колайчук звучит на украинский лад и образована по типичной для западноукраинских земель модели. Суффикс -чук (встречается также вариант -ук, -юк) указывает на сына или ученика: Колайчук — это «сын (или потомок) Колая». В основе фамилии лежит личное имя или прозвище Колай. Скорее всего, это диалектная или народная форма крестильного имени Николай. В украинских говорах имя Николай нередко сокращали до Миколай, а затем до более коротких вариантов — Микола, Колай. Так что Колайчук в прямом смысле — «Николаевич», то есть сын Николая.

Однако не исключена и вторая, менее очевидная версия. В некоторых польских и украинских диалектах слово «колай» могло быть прозвищем, связанным с глаголом «колоти» (колоть, бить) или с названием орудия труда — кола (кол, заострённый шест). В этом случае прозвище Колай мог получить человек, занимавшийся заготовкой дров, плотничьим делом или просто обладавший острым, «колючим» характером. Но имяобразующая модель с суффиксами -чук/-ук редко строится от прозвищ, связанных с действием, и почти всегда — от имён собственных. Поэтому версия с производным от имени Николай выглядит убедительнее.

Географически фамилия Колайчук тяготеет к западным регионам Украины — Волыни, Галичине, Подолью. В России она встречается редко и, как правило, у потомков переселенцев с запада. В написании возможны варианты: через «а» или «о» (Колайчук и Коляйчук), что связано с особенностями местного произношения. Сословно эта фамилия, скорее всего, крестьянская или казацкая: суффикс -чук в массе своей получили простые люди, а не шляхта, которая предпочитала окончания -ский/-цький.

Родственных фамилий с тем же корнем много: Колаев (русская форма, от того же Колая), Колай (без суффикса, как прозвище), а также Колайко, Колайченко (украинские варианты с другими суффиксами). Все они так или иначе восходят к имени Николай, которое было одним из самых распространённых в народе, что и породило десятки производных фамилий.