Фамилия Мендрилюк — редкий случай, где за привычным суффиксом -юк скрывается не столько «сын», сколько указание на происхождение из определённого места. Основа фамилии — топоним Мендры или Мендрили, а точнее, прозвище человека, оттуда родом.

Словообразовательная модель здесь прозрачная: суффикс -юк (украинский аналог русского -ов, -ев) в западноукраинских и белорусских говорах часто присоединяли к названию села или урочища. Человек, переехавший из села Мендры, получал прозвище Мендрилюк — «тот, кто из Мендров». Само название поселения, скорее всего, восходит к диалектному «мендрить» — хитрить, изворачиваться, или к литовскому «mandras» — умный, бойкий. В Западной Украине и на юге Беларуси встречаются деревни с похожими корнями: Мендры, Мендрики.

Есть и вторая, менее вероятная версия: от прозвища Мендриль, которое мог получить человек с неусидчивым, «виляющим» характером. Тогда Мендрилюк — «внук или сын Мендриля». Но приоритет географической версии выше: фамилии на -юк, образованные от топонимов, в этих краях встречаются чаще, чем от личных прозвищ с тем же суффиксом.

Социальный контекст фамилии — крестьянский. Носители Мендрилюк в XIX веке фиксировались преимущественно среди мещан и крестьян Волынской, Подольской и Киевской губерний. Фамилия не попала в дворянские родословные книги, не встречается среди запорожской старшины — это стопроцентный «народный» антропоним, который не переделывали под польские или русские стандарты. Сейчас фамилия остаётся редкой, сосредоточена в основном в западных областях Украины и среди потомков эмигрантов в Канаде и Аргентине.