Фамилия Патриюк образована по одной из самых распространённых в западных и юго-западных землях Руси моделей — с помощью суффикса -юк. Этот суффикс характерен для украинской, белорусской и отчасти польской ономастики. Он указывает на принадлежность или родство, примерно соответствуя русскому «сын такого-то» или «потомок». Таким образом, Патриюк — это «сын Патрия» или «человек из рода Патрия».

Основа фамилии — имя Патрий. Это не полное, а разговорная, бытовая форма канонического крестильного имени Патрикий (в русской традиции — Патрикей). Имя имеет латинское происхождение (patricius — «патриций», то есть знатный, благородный). В святцах почитается несколько святых с таким именем, в том числе Патрикий Прусский и Патрикий, епископ Ирландский. В народном обиходе имя упростили до Патрий, что и дало основу для фамилии.

Встречается и другая, менее вероятная версия: связь с греческим именем Патрокл (через форму Патрокий). Однако она не находит серьёзной поддержки в ономастических источниках, так как имя Патрий как самостоятельная форма от Патрикия зафиксировано в исторических документах, например, в актах XVI–XVII веков на территории современной Украины и Беларуси.

Географически фамилия Патриюк чаще всего встречается на западе Украины — в Волынской, Ровенской, Львовской областях, а также среди потомков переселенцев в соседних регионах Беларуси и Польши. Носители фамилии в основном происходили из крестьянского или казачьего сословия, поскольку именно в этих слоях населения была распространена модель образования фамилий на -ук/-юк. Дворянские роды с таким окончанием редки и обычно имеют иное происхождение.

По написанию фамилия не претерпела изменений — она фиксируется в документах XIX века в том же виде, что и сейчас. Встречаются варианты Патриюк и Патріюк (в украинской орфографии). В русском языке ударение, как правило, падает на последний слог: Патрию́к.