Фамилия Пацалюк — яркий пример западноукраинской модели фамилий на -ук/-юк. Такие фамилии особенно характерны для Волыни, Полесья и Галичины: суффикс -юк указывал на принадлежность к роду или на сына человека, чьё имя или прозвище легло в основу. В данном случае основа — «Пацал», и фамилия дословно означала «сын или потомок Пацала».

Корень «Пацал» — неканоническое личное имя или прозвище. В украинских говорах «пацал» могло относиться к человеку с невысоким ростом, к мальчишке или, реже, к тому, кто пасёт скот (от «пасти»). Впрочем, есть и другая версия: в польском языке słowo «pacał» — это «мальчик, парень», что тоже укладывается в логику прозвища по возрасту или поведению. Оба значения не противоречат друг другу и указывают на бытовую, неофициальную основу.

Суффикс -юк в украинской антропонимии — один из самых распространённых патронимических показателей, наряду с -ук и -чук. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто закрепляли за крестьянами после отмены крепостного права, украинские фамилии на -ук складывались в естественной среде, в сельских общинах, и фиксировали родовую принадлежность. Поэтому Пацалюк — фамилия не дворянская и не купеческая, а крестьянская или мещанская по происхождению.

Географически фамилия сосредоточена на западе Украины: чаще всего встречается в Ровенской, Волынской, Тернопольской и Хмельницкой областях. Встречается и в Польше, в приграничных с Украиной районах, что объясняется историческими миграциями и общей территорией Речи Посполитой. В России фамилия редкая, её носители — потомки переселенцев конца XIX — начала XX века.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Пацал, Пацалов, Пацаленко — показывает, что Пацалюк стоит в ряду типично украинских форм. Если Пацалов — русифицированный вариант, то Пацалюк сохранил исконную словообразовательную модель. Фамилия не имеет отношения к современному слову «пацан», которое появилось в русском языке значительно позже, в XX веке, и имеет другую этимологию.