Фамилия Коцеблюк — нечастый случай, когда корень слова вызывает больше вопросов, чем суффикс. Окончание -юк сразу указывает на западноукраинское происхождение: в Волынской, Ровенской, Житомирской областях и на юго-востоке Польши этот суффикс заменял великорусское -ов/-ев, означая «сын» или «потомок». То есть Коцеблюк — буквально «маленький Коцебло» или «сын Коцеблы».

Сложнее с основой «Коцебл-». В украинской ономастике есть две версии, и обе рабочие. Первая: от диалектного «коц» — короткий хвост или культя, плюс «ебло» — грубое, но точное название рта или морды. Вместе прозвище могло означать человека с короткой, вздернутой или кривой губой, либо того, кто говорит невнятно, «цедит сквозь зубы». Вторая версия связывает фамилию с польским kocieł — котел, но это менее вероятно: перехода «тл» в «бл» в украинских говорах почти не встречается, а форма «Коцеблюк» слишком устойчива.

Если опираться на словарь украинских фамилий (работы Ю. Редько, И. Трійняка), то модель «грубое прозвище + патронимический суффикс» типична для крестьянских фамилий Западной Украины XVIII–XIX веков. Предки Коцеблюков, скорее всего, были небогатыми хлеборобами или ремесленниками, а прозвище дали по внешней черте — не обидной, а различительной, как «Криворот» или «Косорот». В метриках XIX века эта фамилия встречается в основном в окрестностях Ковеля и Луцка, что подтверждает её волынский след.

Сегодня Коцеблюки рассеяны по Украине, России и Беларуси, но численно остаются редкими. В дореволюционных списках фамилия не фиксировалась в дворянских родах, что тоже говорит о её простонародном корне.