Фамилия Коломак почти наверняка связана с рекой Коломак в Харьковской области. Такие «географические» фамилии часто давали переселенцам: человека, ушедшего с берегов этой реки в другую местность, могли прозвать по месту прежнего жительства — Коломак. Название самой реки, по одной из версий, происходит от украинского диалектного «коломыйе» — так называли глубокие выбоины на дороге, заполненные водой. Это объяснение выглядит правдоподобным: река Коломак — равнинная, с илистым дном и небыстрым течением, в половодье она действительно разливается по широкой пойме, образуя топкие места.

Есть и другая, менее очевидная версия: в некоторых говорах «коломаком» называли рабочего, добывающего каменную соль. В таком случае фамилия могла закрепиться за солеваром или торговцем солью. Однако эта гипотеза слабее — она не подкреплена ни географией бытования фамилии, ни известными историческими промыслами в регионе. Основной ареал фамилии — юг России и восток Украины, то есть как раз бассейн Северского Донца, куда впадает и речка Коломак.

По словообразовательной модели фамилия относится к типу безсуффиксных, что для русских и украинских фамилий редкость. Чаще всего такие прозвища просто переходили в фамилию без изменений: Коломак, а не Коломаков или Коломаченко. Это указывает на то, что прозвище было устойчивым и, вероятно, довольно старым — скорее всего, оно закрепилось ещё в XVII—XVIII веках, когда на Слобожанщину активно переселялись люди с Правобережной Украины.