Фамилия Одесюк — редкий пример, когда географическое название легло в основу фамилии не напрямую, а через прозвище или указание на происхождение. Корень здесь — «Одес-», от названия города Одесса. Но если бы фамилия звучала как Одесский, всё было бы очевидно. Суффикс «-юк» меняет дело: он типичен для западных регионов — Украины, Беларуси, юга России, где «-юк» означает «маленький», «сын» или «потомок». То есть Одесюк — это не «житель Одессы», а скорее «сын того, кто был связан с Одессой» или «выходец из Одессы».

Фамилия могла закрепиться за переселенцем, который уехал из Одессы в другую местность, и его дети уже получили прозвище по отцу: «чей? — Одесюков». В XIX веке, когда активно формировались фамилии у крестьян и мещан, такой способ был распространён. Второй вариант: Одесюк могло быть уличным прозвищем человека, который часто бывал в Одессе по торговым делам или служил там, и односельчане запомнили его по этому признаку.

Словообразовательная модель проста: основа «Одес-» + патронимический суффикс «-юк». Аналогов много: Полтавюк, Киевюк, Львовюк. Но Одесюк встречается реже, чем, скажем, Одесский или Одесский. В ономастических словарях эта фамилия не разбирается широко, что подтверждает её локальный характер. По географии бытования — чаще всего носители встречаются на юге Украины, в Одесской области и прилегающих районах Молдовы. В России фамилия редкая, единичные случаи.

Сословного статуса предки Одесюков, скорее всего, не имели высокого: фамилии на «-юк» в основном получали крестьяне и казаки, реже — мещане. Дворянских родов с таким окончанием почти нет. Так что с большой вероятностью первый Одесюк был простым человеком, которого записали по месту, откуда он пришёл или где жил.