Фамилия Коледуб — один из тех случаев, когда прозвище, лёгшее в основу, говорит само за себя. Её значение прозрачно: «коли дуб», то есть «руби дуб». Перед нами не просто ремесленная фамилия, а указание на конкретное занятие — заготовку дубовой древесины. Дуб на Руси ценился исключительно высоко: он шёл на строительство кораблей, крепостных стен, на изготовление сапожных колодок, колёс и бочек. Человек, промышлявший рубкой дуба, был не простым дровосеком, а мастером, работавшим с особо твёрдой и ценной породой.

Словообразовательная модель здесь глагольная, что для русских фамилий скорее редкость. Обычно фамилии образуются от существительных (Кузнецов, Плотников) или прилагательных, а Коледуб — это застывшая форма повелительного наклонения (коли) плюс объект действия (дуб). Такая же модель встречается у фамилий Держидерево, Сорвиголова, Убейкобыла, но все они заметно менее распространены, чем патронимические и профессиональные фамилии на -ов. Фамилия не получила типичного суффикса — она осталась в «чистом», неадаптированном виде, что указывает на её относительно позднее оформление (вероятно, XVII–XVIII века) или на то, что прозвище закрепилось в среде, где фамилии не стремились «облагородить» стандартными окончаниями.

Географически фамилия тяготеет к юго-западу России и востоку Украины — регионам, где дубравы были распространены, а само слово «дуб» в топонимах и прозвищах встречается постоянно. Встречается вариант написания с одной «л» — Коледуб, что не меняет смысла, а лишь отражает местные особенности произношения или записи в документах. Встречается и украинский аналог — Колидуб, с тем же корнем.

В сословном отношении носители фамилии, скорее всего, относились к государственным или помещичьим крестьянам, реже — к казакам, так как рубка дуба была промыслом, требовавшим разрешения (дуб считался заповедным деревом, рубить его самовольно запрещалось). Таким образом, предок Коледуб был не просто лесорубом, а человеком, допущенным к ценной ресурсной базе, что косвенно говорит о его определённом статусе в общине.