Фамилия Косимчук — украинская по своей словообразовательной модели. Её выдает суффикс -чук, который в западных и центральных областях Украины (Волынь, Подолье, Галичина) присоединяли к основе имени или прозвища отца, чтобы назвать сына: Косимчук буквально означало «сын (или потомок) Косима». Основа здесь — личное имя Косим, которое представляет собой народную, разговорную форму канонического крестильного имени Косьма (в церковной традиции — Косма). В русском языке это имя известно как Кузьма, а в украинской народной среде оно звучало как Косьма, Косим, Кось.

Таким образом, родоначальника семьи Косимчуков звали Косим — человек с таким именем, скорее всего, родился в XIX веке или раньше в украинском селе. Имя Косьма (от греческого «космос» — порядок, мир, украшение) было распространено благодаря святым Косме и Дамиану, почитаемым как бессребреники и врачеватели. Однако в быту имя часто сокращали и переделывали: Косим, Кось, Кузьма — это варианты одного источника.

С точки зрения социального контекста, фамилии на -чук в массе своей принадлежали крестьянскому и казачьему сословию. Дворянские роды так не образовывались. Поэтому Косимчук — фамилия, которая с высокой вероятностью указывает на предков-земледельцев или ремесленников из украинских губерний Российской империи, особенно из Волынской, Киевской или Подольской. Встречается она и сегодня в основном на западе Украины, а также в диаспоре.

Стоит отметить, что в русской среде аналогичная фамилия выглядела бы как Кузьмичев или Кузьмин — от той же основы, но с другим суффиксом. Вариант Косимчук сохранил именно украинский фонетический облик: замена церковного «Косма» на «Косим» с мягким окончанием — характерная черта народной речи. Никакой другой, более экзотической этимологии (например, от глагола «косить» или слова «косимый») у этой фамилии нет — она целиком и полностью отыменная.