Фамилия Носалюк образована по украинской модели с суффиксом -юк, который в западных и центральных регионах Украины присоединяли к основе, указывая на потомка или человека, связанного с тем, кто назван в корне. В данном случае основа — «нос» или, скорее, прозвище Носал(ь). Суффикс -аль в украинских прозвищах нередко добавляли к части тела или характерной черте, чтобы подчеркнуть её обладателя: Носаль — человек с большим, заметным или необычным носом. Таким образом, Носалюк — буквально «внук» или «сын Носаля», то есть потомок того, кого прозвали по носу.

Словообразовательная цепочка простая: прозвище Носаль (или Носало) → патроним Носалюк. Суффикс -юк здесь выполняет ту же роль, что и русское -ов или -ин, но характерен именно для украинской антропонимии, особенно на Волыни, Подолье и в западных областях. Поскольку фамилия оканчивается на -юк, она почти наверняка происходит с территории современной Украины или из украинской диаспоры, хотя в результате миграций могла закрепиться и в других регионах.

Версия о происхождении от прозвища Носаль — основная и самая правдоподобная. Альтернативные гипотезы, например, связь с профессией (как «носаль» — якобы мастер по изготовлению носов для обуви или сосудов), не имеют устойчивого подтверждения в ономастических источниках и выглядят натянутыми. Прозвища по внешности — один из самых распространённых типов в восточнославянской антропонимии, и нос как яркая черта давал множество производных: Нос, Носач, Носов, Носенко, Носалюк.

В документах фамилия Носалюк встречается с XIX века, но, скорее всего, бытовала и раньше в устной форме. В метрических книгах и ревизских сказках Подольской и Волынской губерний можно найти записи о крестьянах и мещанах с этой фамилией. Сословно предки Носалюков, как правило, относились к крестьянству или казачеству — суффикс -юк редко встречается у дворянских родов, которые предпочитали модели на -ский или -ович.

Интересная деталь: фамилия Носалюк не имеет однозначного варианта в русском языке — её не «обрусели» заменой суффикса, как это часто бывало с украинскими фамилиями (например, Коваленко → Коваленков). Она сохранила свою форму, что указывает на относительно позднюю фиксацию или на то, что носители не ассимилировались в русскоязычной среде до XX века.