Фамилия Колынюк — яркий пример украинской модели фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -юк. Этот суффикс в украинской ономастике выполнял ту же роль, что и русские -ов/-ев или -ин: он указывал на родство, чаще всего по отцу. Дословно Колынюк — это «сын Колыни» или «потомок Колыни». В основе фамилии лежит прозвище или мирское имя Колыня, которое, в свою очередь, является производной формой от крестильного имени Николай.

Имя Николай (от греческого «николаос» — «победитель народов») в украинской народной традиции давало множество уменьшительных форм: Коля, Колька, Колюня, Колына. Форма Колыня — редкая, характерная для западных и центральных областей Украины, где бытовал мягкий вариант произношения. Таким образом, предок носителя фамилии был, скорее всего, сыном человека по имени Колыня, то есть Николая.

География фамилии подтверждает её украинское происхождение. Наибольшая концентрация носителей фамилии Колынюк исторически фиксируется в Тернопольской, Хмельницкой и Ровенской областях, а также в соседних районах Беларуси, где украинские говоры смешивались с местными. Встречается фамилия и в Польше, на территориях, где исторически проживало украинское население (Подляшье, Холмщина). Русская форма фамилии — Колынюков — встречается редко и является вторичной, русифицированной.

Словообразовательная модель фамилии исключает её связь с каким-либо ремеслом или профессией. В отличие от фамилий, образованных от названий занятий (Ковальчук, Бондарчук), Колынюк — чисто семейное имя, указывающее на конкретного предка. Суффикс -юк в украинской традиции чаще всего закреплялся за свободными крестьянами, казаками и мещанами, реже — за шляхтой. Поэтому можно с высокой вероятностью предположить, что родоначальник Колынюков был лично свободным человеком, а не крепостным, и жил на территории Речи Посполитой в XVI–XVII веках.

Иногда фамилию Колынюк ошибочно связывают со словом «колынь» (колючка, терновник) или глаголом «колынуть» (уколоть). Однако лингвистически это маловероятно: апеллятивные (нарицательные) основы крайне редко образуют фамилии с патронимическим суффиксом -юк. Такие фамилии почти всегда восходят к личным именам или прозвищам человека, а не к растениям или действиям. Версия с именем Николай остаётся основной и наиболее обоснованной.