Фамилия Патлюк образована от прозвища Патла, и в этом разборе скрыто сразу две версии происхождения, одна из которых заметно правдоподобнее.

Основной вариант: прозвище Патла связано с нарицательным «патла» — так в народе называли длинные, непослушные, всклоченные волосы. Скорее всего, предок носителя фамилии выделялся именно шевелюрой, и прозвище отражало его внешность. Такие прозвища по волосам встречаются в русской ономастике постоянно: вспомним однокоренные фамилии Патласов, Патлаенко, Патлатый. Все они цепляются к одной и той же основе и указывают на ту же примету.

Менее вероятна версия, что прозвище пошло от диалектного слова «патла» — в пермских говорах так называли род ложки или ковша. Тогда прозвище указывало бы не на внешность, а на занятие предка: возможно, он делал такие ложки или часто ими пользовался. Но эта гипотеза слабее: диалектное значение узколокальное, а прозвища по волосам встречаются повсеместно, поэтому первая версия выглядит убедительнее.

Сама фамилия построена по типичной для украинских и южнорусских земель модели: к основе Патл- добавлен суффикс -юк, который обозначал принадлежность: Патлюк — буквально «сын Патлы», «тот, кто из рода Патлы». Такая модель широко распространена в западных и центральных регионах Украины, что косвенно подтверждает: фамилия бытовала именно там, хотя корень её общеславянский.

Прозвище Патла, изначально присоединённое к наследственному имени, со временем полностью заменило его и в повседневной жизни, и в официальных документах. Так потомки человека с приметной шевелюрой или, реже, мастера по ложкам стали носить фамилию Патлюк, и она закрепилась за их родом.