Фамилия Острожнюк — один из тех случаев, когда географическая привязка оказывается куда надёжнее, чем попытка вывести значение из нарицательного слова. Внешне корень «острож-» намекает на «острый», «остров» или даже «острог» (тюрьма, укрепление), но для фамилий с суффиксом -юк самое логичное объяснение — западноукраинское происхождение и связь с конкретным топонимом.

Суффикс -юк (как и -чук, -ук) типичен для фамилий Волыни, Подолья, Полесья. Он образует отчества или указание на принадлежность: «сын такого-то». Острожнюк — это, скорее всего, «сын Острожного» или «человек из Острога». Город Острог (ныне Ровненская область Украины) — древний центр Волынского княжества, известный с XII века. Фамилии на -юк, образованные от названий городов, не редкость: достаточно вспомнить Львов — Львовюк, Луцк — Луцюк. Острожнюк мог появиться у выходца из Острога или у человека, жившего в местности, называвшейся Острожок, Острожное (село с таким названием есть в Хмельницкой области).

Менее вероятная, но допустимая версия — отчество от прозвища Острожный. В говорах «острожный» могло означать «осторожный», «опасливый» (от «остеренься»), но в украинском языке это слово чаще связано с тем же острогом — «узник» или «живущий у острога». Острожнюк в таком случае — «внук или сын осторожного человека» либо «сын того, кто сидел в остроге». Второе звучит как нелестная характеристика, но прозвища в прошлом давали без оглядки на обидность.

Фамилия редкая. Встречается почти исключительно на западе Украины (Волынь, Ровненщина) и у потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке (вторая волна миграции конца XIX — начала XX века). В России носителей мало, и почти все они — украинского корня. Ударение, судя по модели, падает на последний слог: Острожню́к, хотя в русской среде нередко смещают на второй: Остро́жнюк.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Острожинский, Острожецкий, Острожников) показывает, что Острожнюк — самая «простая» по форме, без дворянской приставки -ский. Это указывает на крестьянское или мещанское происхождение: фамилию дали в XIX веке при паспортизации, записав по месту жительства или отцовскому прозвищу. Никакой связи с князьями Острожскими (которые были магнатами) у Острожнюков нет — те носили фамилию с окончанием -ский и герб, а суффикс -юк однозначно маркирует простонародье.