Фамилия Одымчук — яркий пример украинской модели фамилий на -чук, которая указывает на происхождение от человека по имени или прозвищу Одым. Суффикс -чук в украинской ономастике означает «сын» или «потомок» (аналог русского -ов/-ев или белорусского -ёнок). Таким образом, Одымчук — это буквально «сын Одыма», то есть потомок человека, носившего прозвище Одым.

Корень «одым-» в украинском языке напрямую связан со словом «дим» (дым). Самая вероятная версия — происхождение от прозвища Одым, которое могли дать человеку с необычной внешностью или особенностью поведения. Например, «одымлений» — закопченный, темный, смуглый, либо тот, кто постоянно «дымит» (курит, работает у печи или в кузнице). В украинских говорах «одым» также могло означать человека, который живет в одиночестве, «на один дым» (то есть в отдельной хате, без семьи), или же — сборщика подати с «дыма» (с каждого двора). Последняя версия менее распространена, но имеет историческую основу: в казацкой Украине существовал налог «подимне», который взимали с каждого жилого дома («дыма»).

Географически фамилия Одымчук тяготеет к западным и центральным областям Украины — Волыни, Подолью, а также к исторической Холмщине. В России встречается редко, чаще всего у потомков переселенцев с Украины.

Словообразовательная модель типична для украинских фамилий, образованных от прозвищ, не связанных с крестильными именами. В отличие от фамилий на -енко (Петренко, Иваненко), которые в основном образовывались от имен, суффикс -чук чаще присоединяли к прозвищам или названиям профессий (Шевчук — от швец, Ковальчук — от кузнец). Одымчук стоит в этом ряду как фамилия, в основе которой лежит бытовое, а не церковное прозвище.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что Одымчук — редкий вариант. Чаще встречаются Одымов (русская форма), Одымец (польская) или Одымченко. Фамилия Одымчук сохранила более архаичную и диалектную основу, что делает её ценной для историков языка.