Фамилия Митрофанюк — типичный пример украинской фамилии, образованной от полной формы крестильного имени. В основе лежит каноническое имя Митрофан (греч. Mitrophanes — «явленный матерью» или «матерью прославленный»). Суффикс -юк указывает на западноукраинское или подольское происхождение: в этой модели он заменяет более распространённые в центральной Украине окончания -енко или -чук и означает «маленький» или «потомок» — то есть буквально «сын Митрофана» или «Митрофанов внук».

Интересно, что имя Митрофан в народной среде часто переосмысливалось и сокращалось: отсюда пошли фамилии Митрофанов, Митрохин, Митрошин. Митрофанюк стоит особняком — она сохранила полную основу, а не усечённую. Это говорит о том, что предок носителя, скорее всего, был человеком грамотным или из семьи, где имя ценили в его церковной форме. В XIX веке такие фамилии чаще встречались среди крестьян и мещан Правобережной Украины, особенно на Волыни и в Подолье.

Географически фамилия Митрофанюк и сегодня остаётся преимущественно украинской: по данным переписей, около 90% носителей живут в западных областях — Хмельницкой, Винницкой, Ровенской. В России она редка и встречается в основном в Краснодарском крае, куда переселенцы с Украины переезжали в XIX–XX веках.

Споров о происхождении фамилии нет: корень прозрачен, суффикс типичен. Единственная тонкость — могла ли она возникнуть от прозвища Митрофанюк (например, так дразнили человека, который часто поминал святого Митрофана или был похож на него нравом). Но это маловероятно: в украинской ономастике суффикс -юк почти никогда не образует прозвищных фамилий, только патронимические. Так что версия с прямым наследованием от отца по имени Митрофан — самая правдоподобная.