Фамилия Косменчук — яркий пример украинской модели фамилий с патронимическим суффиксом -чук. Этот суффикс в украинской ономастике означает «маленький» или «сын» (аналог русских -ов/-ев или белорусских -ёнок/-онок). То есть Косменчук — это «сын Космена» или «потомок Космена».

Основа фамилии — личное имя Космен, которое представляет собой диалектную или народную форму канонического имени Косма (церковное — Косьма). В православных святцах это имя носил святой Косма, брат Дамиана, — бессребреник и врач. В русской и украинской традиции имя часто переделывали: Косма, Кузьма, Космен, Косьма. Форма Космен (с ударением на первый или второй слог) встречалась в западных и южных регионах исторической Руси, особенно на Волыни и в Подолье.

Таким образом, предок носителя фамилии, скорее всего, носил имя Космен, а его дети и внуки получили фамилию по отцу. В украинской традиции фамилии на -чук особенно характерны для центральных и западных областей Украины (Киевщина, Житомирщина, Хмельниччина, Винничина). Именно там стоит искать корни Косменчуков.

Интересная деталь: в отличие от более распространённой фамилии Кузьменко (от Кузьма), Косменчук сохранила более редкую, архаичную форму имени. Это говорит о том, что фамилия могла закрепиться в местности, где имя Космен употреблялось активно, возможно, под влиянием польского или галицкого говора. Сословно Косменчуки, как правило, относились к крестьянам или мещанам — фамилии на -чук в массе своей не были дворянскими, а фиксировали родство в сельской общине.

Встречается и вариант написания через «а» — Касменчук, но он менее точен с точки зрения этимологии: исходное имя всё-таки Космен, от греческого «космос» (мир, порядок).