Фамилия Меленяк — одна из тех, что сразу выдают ремесленные корни предка. Её основа — слово «мельник». Суффикс -як в восточнославянских фамилиях (особенно в украинской и белорусской традиции) часто указывает на род занятий или характерный признак человека: бондарь — Бондаряк, гончар — Гончаряк, мельник — Меленяк. Таким образом, первый носитель фамилии — скорее всего, сын или работник мельника, либо сам человек, чьё прозвище «Меленяк» закрепилось за ним по профессии.

Географически фамилия тяготеет к западнорусским землям, особенно к Украине и Беларуси. Суффикс -як типичен для украинских фамилий (сравните: Шевченко, но Шевченяк — редкий вариант), а также встречается в польской ономастике. В России Меленяки встречаются реже, чаще в южных и центральных областях, куда переселялись малороссы. Встречается и вариант Мельняк — с тем же корнем, но с другим чередованием гласных.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и от личного имени Мелентий (разговорная форма Меленя). В таком случае суффикс -як образует отчество: «сын Меленя». Но эта версия менее вероятна: имя Мелентий не было широко распространено в народе, в отличие от профессии мельника — одной из ключевых в деревенском хозяйстве. Мельник был фигурой заметной, часто зажиточной, и его прозвище легко переходило на потомков.

В документах фамилия фиксируется с XIX века, преимущественно в метрических книгах Волынской, Киевской и Подольской губерний. Встречается также написание Меленяк с ударением на последний слог, что характерно для украинского произношения. Никаких дворянских корней у фамилии нет — это типичная крестьянская или мещанская фамилия, образованная по живой словообразовательной модели.