Фамилия Пататюк — яркий пример украинской модели образования фамилий, которая почти не встречается у других славянских народов. Её основа — прозвище или имя Патат, а суффикс -юк указывает на происхождение: «сын Патата» или «потомок Патата». Такая модель с уменьшительным суффиксом (сравните: Коваль — Ковалюк, Гриць — Грицюк) была особенно распространена в западных регионах Украины — на Волыни, Подолье, в Галиции. Поэтому искать корни Пататюков стоит прежде всего в этих землях.

Корень фамилии неочевиден. Самая прямая версия: Патат — это вариант украинского имени Павло (Павел). В говорах имя могло редуцироваться до Пат, а затем обрасти суффиксом -ат, превратившись в Патат (как, например, Демко от Демьян). Менее вероятно, но возможно, что прозвище Патат дали человеку с какой-то особенностью речи (например, картавости или привычке повторять «па-та-та»), но в ономастике такие звукоподражательные версии обычно уступают объяснению через личное имя.

Никакой связи с картофелем (укр. «картопля», польск. «ziemniak») у фамилии нет — это случайное созвучие, которое может ввести в заблуждение. В польском языке есть слово «patataj» — звук топота, но оно не дало устойчивых фамилий.

Фамилия относительно редкая. Встречается в основном в Тернопольской, Хмельницкой и Ровенской областях, а также среди потомков украинских переселенцев в Молдове и Румынии. В России носителей почти нет. Поскольку фамилия образована от имени, её не связывают с определённым сословием или ремеслом — предки могли быть и крестьянами, и казаками, и мещанами. По сути, Пататюк — это «Павлович» в украинском звучании, только с более сложным путём от имени до фамилии.