Фамилия Колотюк образована по распространённой в украинской и белорусской ономастике модели с суффиксом -ук/-юк. Он указывает на родство или принадлежность: Колотюк — это «сын (или потомок) Колотя». Исходное прозвище Колоть, лёгшее в основу фамилии, ономасты связывают с глаголом «колоть». Самое прямое и бытовое значение — «забивать мелкую скотину (коз, овец)». В таком случае Колотем на западнорусских и украинских землях могли прозвать мясника, ремесленника, занятого забоем скота.

Возможен и второй, менее очевидный вариант. Прозвище Колоть могло произойти от прилагательного «колотый» — в значении «раненый колющим оружием». Так могли назвать человека, получившего на войне или в стычке удар шпагой, пикой или ножом. Эта версия менее вероятна для прозвища, которое закрепляется в быту, но полностью исключать её нельзя: в казацкой среде или среди служилых людей такие прозвища давали по заметным следам ранений.

Со временем прозвище Колоть, изначально присоединённое к крестильному имени, полностью заменило его в повседневной жизни и в официальных документах. Фамилия Колотюк, таким образом, буквально понималась как «сын Колоти». Суффикс -юк (как и -енко, -ович) типичен для Поднепровья, Волыни и Полесья, что указывает на вероятное происхождение рода из этих регионов. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от полных форм имён или профессий, украинские фамилии на -ук/-юк охотнее цеплялись к прозвищам, сохраняя их в исходном, уменьшительном или патронимическом виде.