Фамилия Паленчук — яркий пример украинской модели фамилий на -чук, распространённой на Правобережной Украине и в южных регионах. Суффикс -чук в этой традиции указывает на сына, ученика или подмастерья: Паленчук буквально означает «сын Паленка» или «маленький Паленко». Сама основа Пален- восходит к прозвищу или уменьшительной форме имени Палентий, которое, в свою очередь, является народным вариантом церковного имени Палладий (от греческого «палладион» — статуя богини Афины, символ защиты). Впрочем, есть и более бытовая версия: прозвище Паленко могло произойти от слова «палить» — возможно, так называли человека, который занимался выжиганием угля, обжигом извести или был кузнецом, работающим с огнём. В украинских говорах «паленый» также могло означать «рыжий» или «смуглый», так что прозвище могло быть связано с внешностью.

Географически фамилия Паленчук сосредоточена в западных и центральных областях Украины — в частности, в Хмельницкой, Винницкой, Житомирской областях. Это зона, где суффикс -чук особенно активен, и фамилии такого типа здесь не редкость. В отличие от русских фамилий на -ов/-ин, украинские на -чук долгое время оставались в основном крестьянскими и казацкими, не переходя в дворянское сословие. Поэтому предки Паленчуков, скорее всего, были свободными земледельцами или ремесленниками, а не помещиками.

С точки зрения словообразования, фамилия прошла две ступени: сначала от прозвища или имени возникла патронимическая форма Паленко (с суффиксом -енко, типичным для Украины XVIII века), а затем уже от неё — Паленчук, с более поздним уменьшительно-сыновним суффиксом. Такая двойная модель встречается реже, чем одноступенчатая (вроде Иванов от Иван), и делает фамилию более «молодой» по времени оформления — скорее всего, она окончательно закрепилась в XIX веке. В метрических книгах XIX века можно встретить и вариант Паленченко, который является синонимом, но Паленчук вытеснил его в ряде регионов.

Интересно, что ударение в фамилии обычно падает на последний слог — Паленчу́к, что характерно для юго-западных говоров. В русскоязычной среде иногда смещают ударение на второй слог, но это уже вторичное влияние. В целом, фамилия остаётся редкой за пределами Украины и практически не встречается в старых московских боярских списках — её корни чисто народные, ремесленные или прозвищные.