Фамилия Лимчук — характерный пример украинской модели фамилий на -чук, и её разбор стоит начать именно с этого суффикса. В украинской ономастике формант -чук, наряду с -енко, был одним из главных способов образования фамилий, особенно на Правобережье и в западных регионах. Он означал «сын» или «потомок» того, кто назван в корне. То есть Лимчук — это «сын Лима» или «потомок Лима».

Корень «Лим-» в украинских фамилиях обычно восходит к личному имени или прозвищу. Самая прямая версия — от имени Лим, которое могло быть сокращённой формой от канонического имени Филимон (в народном произношении — Хилимон, Пилимон, а в некоторых говорах и Лимон). Усечение первой части и давало форму Лим, от которой и пошёл Лимчук. Вторая версия — от прозвища Лим, данного человеку, возможно, за кислый характер или за специфическую внешность, напоминавшую лимон. Однако это менее вероятно, так как в народной культуре прозвища от названий фруктов встречаются реже, чем от имён.

Географически фамилия Лимчук наиболее плотно сосредоточена в западных областях Украины — на Волыни, в Ровенской, Житомирской, Хмельницкой областях. Это подтверждает её украинское происхождение и связь с той территорией, где суффикс -чук был особенно продуктивен. В России фамилия встречается, но значительно реже, и чаще всего её носители — потомки переселенцев с Украины.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Лимчук отличается именно суффиксом. В той же среде могли возникнуть Лимоненко (с более восточноукраинским -енко) или Лимов (с русским -ов). Выбор -чук указывает на западный ареал и на то, что фамилия оформилась в среде, где патронимическая модель на -чук была доминирующей. Сословной привязки у Лимчуков нет — такую фамилию могли получить и крестьяне, и казаки, и мещане, поскольку она указывала на родство, а не на социальный статус.