Фамилия Костыльнюк — редкий пример украинской фамилии, образованной от прозвища, связанного не с профессией или внешностью, а с предметом. В основе лежит слово «костыль». В украинском языке оно означало то же, что и в русском: палка для хромого, опора. Но у слова был и переносный смысл — так могли назвать высокого, худого и нескладного человека, который ходит, опираясь на палку, или просто кого-то с длинными ногами, похожими на ходули. Прозвище Костыль, от которого пошла фамилия, могло закрепиться за человеком, который прихрамывал, пользовался тростью или имел характерную походку.

Суффикс -юк указывает на западноукраинское происхождение. В ономастике это типичный патронимический суффиксальный формант, распространённый на Волыни, в Галичине и на Подолье. Он означает «сын» или «потомок»: Костыльнюк — буквально «сын Костыля». То есть фамилия закрепилась за детьми или внуками человека, носившего прозвище Костыль. Форма с -юк, а не с -ук, характерна для западных областей Украины, особенно для Ровенской и Львовской земель.

Интересно, что в русских фамилиях та же основа дала Костылёва, Костылина, а у украинцев — Костыльнюк, Костыльчук, Костыленко. Наличие суффикса -нюк, а не -енко, — дополнительный маркер того, что носители фамилии происходят из регионов, где преобладала именно эта модель образования фамилий. В XIX веке такие фамилии чаще встречались среди крестьян и мещан, а не среди шляхты, поскольку прозвище носило бытовой, а не благородный оттенок.

Споров вокруг этимологии почти нет: корень прозрачен, а суффикс однозначно указывает на патроним. Единственная альтернативная версия — связь с диалектным «костыль» в значении «крюк» или «загнутая палка», например, у рыбаков или бондарей. Но она менее вероятна, так как прозвища по внешности или физическому недостатку встречаются гораздо чаще, чем по инструменту.