Фамилия Мелищук — яркий пример украинской модели фамилий на -ук/-юк. В этой модели суффикс -ук/-юк означает «потомок» или «сын»: Мелищук — буквально «сын Мелиха», «потомок Мелиха». Если бы фамилия была образована в русской традиции, она звучала бы как Мелихов.

В основе фамилии лежит личное имя Мелих. Это неканоническая, народная форма крестильного имени Мелетий (от греческого «мелето» — «забота», «попечение»). В быту имя Мелетий часто сокращали и переделывали: Мелий, Меля, Мелих. Такая форма с суффиксом -их (Мелих) характерна для украинской и белорусской народной традиции, где имена нередко получали окончания -их, -ох, -ух: Мелих, Панькох, Степух.

Другая, менее вероятная версия связывает основу с прозвищем Мелих от глагола «мелить» (молоть, молоть вздор, говорить пустое). Но в этом случае фамилия была бы скорее Мелищук, а не Мелищук — ударение сместилось бы. Исходное имя всё же надёжнее.

Географически фамилия Мелищук сосредоточена на западе Украины, особенно в Волынской, Ровенской и Житомирской областях. Здесь суффикс -ук/-юк встречается в каждом втором селе, поэтому Мелищук — типичная региональная фамилия, которая почти не встречается за пределами Украины. В России или Беларуси её носителями, скорее всего, будут потомки переселенцев с Волыни.

Сословной принадлежности предок-Мелих, скорее всего, не имел — крестьянские фамилии на -ук/-юк в XIX веке давали без привязки к знатности. Это фамилия человека, чьего отца в народе звали просто Мелих, а его самого — Мелищук.