Фамилия Мельдзюк — редкий пример восточнославянской фамилии, в основе которой лежит не славянский, а балтский корень. Она образована по продуктивной для украинской и белорусской ономастики модели с суффиксом -юк, который указывает на родство: Мельдзюк — это «сын Мельда» или «потомок Мельда». Исходное прозвище или имя Мельд (Мельда) восходит к балтской основе, скорее всего, от литовского «meldas» — камыш, тростник, или «meldyti» — выпрашивать, молить. В литовской антропонимии известна фамилия Melda, Meldas, которая и дала начало славянскому варианту с суффиксальным оформлением.

Географически фамилия Мельдзюк тяготеет к западу Украины и юго-западу Беларуси — зоне исторического балто-славянского пограничья. Именно в этих регионах, на Волыни, в Полесье и Гродненщине, литовские и ятвяжские заимствования в языке и фамилиях — обычное дело. Носитель фамилии мог быть потомком выходца из балтской среды, который получил прозвище по месту жительства (у заросшего тростником берега) или по характеру (проситель, мольба). Второй вариант, от глагола «meldyti», мог закрепиться за человеком, который часто обращался с просьбами, возможно, за нищим или псаломщиком, читавшим молитвы.

Любопытно, что в отличие от более частых фамилий на -ук/-юк (Ковальчук, Павлюк), основа «Мельд» почти не встречается в русских фамилиях на -ов, что подтверждает её локальный, диалектный характер. Если бы фамилия имела чисто славянскую этимологию, можно было бы предположить связь с «мельда» — диалектным словом для обозначения мямли или медлительного человека, но балтская версия выглядит надёжнее: она объясняет и редкость корня, и географию бытования. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла записываться как Мельдюк или Мелдзюк — вариативность в передаче «дзь» и «дз» характерна для белорусского произношения.

Социальный состав носителей фамилии, судя по доступным данным, был преимущественно крестьянским и мещанским — фамилия не попала в дворянские родословные книги Российской империи, что типично для поздних антропонимов, оформившихся в XIX веке среди непривилегированных сословий. Сегодня Мельдзюки встречаются рассеянно, но наибольшая концентрация сохраняется в Тернопольской и Ровенской областях Украины, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке.