Фамилия Пастернюк — яркий пример того, как географический диалект и профессиональное прозвище закрепились в родовом имени. В её основе лежит слово «пастернак», обозначающее корнеплод, близкий родственник моркови и петрушки, который в старину активно употребляли в пищу и как корм скоту. Однако суффикс -юк выдаёт носителя: он характерен для западных и юго-западных регионов — современной Украины, Беларуси, а также юга России (Кубань, Ставрополье). В отличие от великорусских фамилий на -ов/-ев, здесь работает другая модель: -юк — это уменьшительно-притяжательный суффикс, означающий «сын» или «потомок». Таким образом, Пастернюк — это не «сын Пастернака» (как могло бы быть в польском варианте с -ич), а «сын Пастернака», где «Пастернак» — прозвище.

Прозвище Пастернак могли дать огороднику, крестьянину, который специализировался на выращивании этого неприхотливого корнеплода, или же человеку, который торговал им на базаре. В отличие от фамилий, образованных от имён (Иван — Иванов), прозвищные фамилии часто указывали на занятие, внешность или манеру поведения. «Пастернак» — прозвище по роду деятельности, аналогично «Капусте», «Редьке» или «Буряку». Вторая, менее распространённая, но вполне правдоподобная версия связывает фамилию с диалектным значением слова «пастернак» — в некоторых говорах так называли не только растение, но и медлительного, флегматичного человека. Однако первая версия — профессиональная — выглядит убедительнее, поскольку фамилии по овощам и злакам массово возникали именно в крестьянской среде, где род занятий был главным идентификатором.

С точки зрения словообразования, фамилия Пастернюк стоит в ряду с такими же «овощными» фамилиями на -юк: Буряк — Бурячук, Репа — Репчук, Морква — Морквянюк. Интересно, что в украинской ономастике суффикс -юк часто вытеснял более старые формы на -енко, особенно на Правобережье и в Полесье. Поэтому Пастернюк — это не случайное искажение, а полноценная региональная форма, укоренившаяся в определённой местности.

Сословная принадлежность у фамилии, скорее всего, была крестьянской или мещанской. В реестрах запорожских казаков и переписях Гетманщины XVII–XVIII веков встречаются носители прозвища Пастернак, но фамилия в её современном виде (с суффиксом -юк) закрепилась уже после отмены крепостного права, когда бывшие крепостные получали официальные фамилии по прозвищам своих отцов. Таким образом, предки современных Пастернюков — это люди, которых в своём селе знали как «Пастернаковы дети», то есть потомки того самого огородника или торговца корнеплодами.