Фамилия Мелимука — редкая и не вписывается в привычные модели русских фамилий на -ов, -ин или -ский. Её окончание -ука характерно для западноукраинских и белорусских фамилий, особенно для региона Полесья и Волыни. В этих краях суффикс -ук/-юк часто указывал на принадлежность к роду или на сына: Мелимука — это, скорее всего, «сын Мелима» или «человек из рода Мелимы». Но что такое «Мелима»?

Основа «Мелим-» не имеет однозначного славянского корня. Первое, что приходит в голову — связь с греческим именем Мелитон (от «мели» — мёд), которое в народной речи могло трансформироваться в Мелим. Однако более вероятна версия, что корень идёт от тюркского или иранского влияния. В тюркских языках «мелим» (melim) означает «знающий», «учёный», а в некоторых диалектах — «мягкий», «кроткий». Учитывая, что на территории Украины и Беларуси веками соседствовали славянские, тюркские (татарские, ногайские) и балтские племена, прозвище Мелим могло закрепиться за человеком с определёнными чертами характера или родом занятий.

Вторая версия — топонимическая. Фамилия могла возникнуть от названия местности. В Западной Украине есть несколько хуторов и урочищ с похожими названиями, например, Мелимовка. Тогда Мелимука — это «человек из Мелимова», а окончание -ука подчёркивает местный диалект.

Социальный контекст фамилии прост: в XIX веке такие «украинские» фамилии на -ука носили преимущественно крестьяне и казаки, реже — мещане. Дворянской ветви у Мелимуки, скорее всего, нет. Фамилия осталась локальной, не разошлась широко по России, что говорит о её глубокой привязке к конкретному селу или региону. Сегодня носители Мелимуки встречаются в основном в западных областях Украины, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке.