Фамилия Оксемчук — один из тех случаев, когда корень слова неочевиден, а суффикс сразу указывает на географию. Суффикс -чук типичен для западноукраинских и белорусских фамилий, образованных по модели «прозвище отца + суффикс потомка». То есть Оксемчук — это буквально «сын Оксема» или «человек из рода Оксема».

Самая сложная часть — основа «Оксем». В украинской ономастике встречается фамилия Оксем, и её происхождение спорно. Наиболее вероятная версия: это адаптация имени Аксим — народной формы крестильного имени Евсевий (от греческого «благочестивый»). В украинском языке звук [е] мог перейти в [о] под влиянием «окающих» говоров, а «в» выпало: Евсевий → Овсей → Оксей → Оксем. Конечное «-м» могло появиться как диалектное изменение или под влиянием других имён (например, Максим).

Есть и альтернативная, но менее надёжная версия: связь с польским словом oksza (топор) — якобы прозвище лесоруба или плотника. Однако для украинской антропонимии такое заимствование нетипично, и фонетически «Оксем» плохо выводится из «окша». Поэтому версия с личным именем выглядит убедительнее.

Фамилия редкая, её очаг — историческая Волынь и западные области Украины. Встречается в Житомирской, Хмельницкой и Ровенской областях. В России и Беларуси — единичные носители, часто потомки переселенцев конца XIX — начала XX века. Сословно фамилия крестьянская: суффикс -чук указывает на непривилегированное происхождение, дворяне и мещане в этой модели редки.

Первоначально фамилия звучала как «Оксеменко» или «Оксемович», но под влиянием местного говора закрепилась именно форма с -чук. В документах XIX века встречаются варианты написания: Оксемчук, Оксемщук, Оксемчуков (русифицированная форма).