Фамилия Микилюк — характерный пример украинской модели фамилии на -юк, которая распространена на западе Украины: в Волынской, Ровенской, Львовской, Тернопольской областях, а также в соседних регионах Польши и Беларуси. Суффикс -юк в украинской ономастике выполняет ту же роль, что русское -ов/-ев или польское -ович: он указывает на происхождение от отца или предка, то есть Микилюк — это «сын Микилы» или «потомок Микилы».

Основа фамилии — Микила. Это народная, разговорная форма канонического имени Николай (от греческого «никэ» — победа и «лаос» — народ). В украинском языке имя Николай часто сокращалось до Микола, а в диалектах — до Микила. Такая форма встречается в западных говорах, где произошло смягчение согласных: «к» перешло в «к'» перед «и», что и дало вариант Микила. Таким образом, Микилюк — это «Николаевич» по-украински, только не в отчественной форме, а в фамильной.

Интересно, что фамилия Микилюк могла возникнуть не только от имени, но и от прозвища Микила, которое давали человеку за какие-то черты характера или внешности, ассоциируемые с образом Николая (например, добрый, щедрый, или, наоборот, упрямый). Однако антропонимический словарь Б. Унбегауна относит подобные фамилии к типичным патронимическим образованиям, где связь с именем-основой прямая и первичная.

По сословному составу носители фамилии Микилюк в основном были крестьянами и казаками. В реестрах Запорожского войска и в метрических книгах Галиции XVIII–XIX веков встречаются записи о людях с такой фамилией, что подтверждает её давнюю бытовую укоренённость. В Российской империи фамилии на -юк не давали дворянам, поэтому Микилюки — это преимущественно простые люди, земледельцы или ремесленники.

В современной Украине фамилия Микилюк не входит в число самых частых, но встречается устойчиво, особенно в западных областях. В России и других странах бывшего СССР она редка и обычно указывает на украинские корни семьи.