Фамилия Молчанюк образована от прозвища Молчан, которое ведет свое начало от глагола «молчать» — «безмолвствовать, не шуметь, не говорить», а также «терпеливо сносить, не роптать». Вероятно, прозвище содержало указание на особенности характера и поведение основателя фамилии: неразговорчивый, кроткий, тихий, скромный человек. Кроме того, Молчаном называли того, кто хранит что-либо в тайне, — скрытного и недоверчивого.

В труде С. Б. Веселовского упоминаются родственные прозвища и фамилии: Иван Дмитриевич Молчан Чеглоков, первая половина XVI века; Андрей Борисович Молчан, 1535 год, Вологда; Иван Федорович Молчан Ошанин, 1570 год. От последнего пошли Молчановы. Эти записи показывают, что прозвище было распространено в разных слоях общества, от служилых людей до посадских, и бытовало на обширной территории — от Москвы до Вологды.

Словообразовательная модель фамилии Молчанюк отличается от более частотных Молчанов и Молчанкин. Суффикс -юк характерен для западнорусских и украинских земель, где он выполнял функцию уменьшительно-ласкательного или «сыновьего» патронима. Если Молчанов — это буквально «сын Молчана», то Молчанюк — «малый Молчан» или «молодой потомок Молчана». Такая форма указывает на возможные миграции носителей прозвища с севера и центра Руси на запад, в белорусские и украинские земли, где фамилия и закрепилась.

Так прозвище Молчан закрепилось за человеком в качестве наиболее употребительного именования, а со временем легло в основу фамилии Молчанюк. Потомок человека, обладающего прозвищем Молчан, со временем получил фамилию Молчанюк. Интересно, что при всей кажущейся простоте основы, фамилия сохранила архаичный оттенок: в древнерусском языке «молчан» могло означать не только молчаливого, но и смиренного, богобоязненного человека, что в крестьянской среде считалось добродетелью.