Фамилия Космалюк — яркий пример украинской модели фамилий на -ук/-юк. Если коротко: её дали потомку человека по прозвищу Космаль или Космал. Такое прозвище, скорее всего, указывало на внешность — косматого, лохматого человека. Суффикс -юк в украинской ономастике выполняет роль «сын» или «потомок» (как русский -ов/-ев или белорусский -еня). То есть Космалюк буквально — «сын Космаля».

Корень здесь — «косм-», родственный слову «космы» (спутанные, торчащие волосы). В говорах западной Украины слово «космаль» могло быть не просто прозвищем, а именем-оберегом: так называли ребёнка, чтобы злые духи не позарились на красивого — дескать, «косматый, неказистый, нечего забирать». Подобная практика встречалась и у русских (прозвища Лох, Кудлай), и у поляков (Kosmala). Фамилия Космалюк распространена преимущественно на западе Украины — в Волынской, Ровенской, Львовской областях, реже встречается в Беларуси и Польше (в форме Kosmaluk).

Словообразовательно фамилия стоит в одном ряду с другими украинскими фамилиями на -юк: Бортнюк (от бортник), Шевчук (от швец), Ковалюк (от кузнец). Но в отличие от них, основа Космал — не профессия, а личная характеристика. Это роднит Космалюка с фамилиями вроде Лиснюк (от лысый) или Рудюк (от рыжий). Интересно, что в польском языке существует фамилия Kosmala (без суффикса), и Космалюк может быть её патронимическим вариантом — то есть предок мог быть этническим поляком, которого украинское окружение переделало на свой лад.

В дореволюционных документах фамилия могла записываться по-разному: Космалюк, Космальчук, Космалюк — вариативность характерна для метрик, где писарь передавал звучание на слух. Ударение, как правило, падает на последний слог: Космалю́к. Сословного барьера у фамилии не было: её носили и крестьяне, и казаки, и мещане. Прямых указаний на дворянское происхождение нет — это фамилия народная, что не делает её менее интересной для истории.