Фамилия Пеналюк — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа «Пенал» и типично украинский суффикс -юк указывают на то, что перед нами фамилия, скорее всего, западноукраинского или белорусского происхождения. Суффикс -юк (как и -ук, -чук) в этих регионах часто обозначал «сын» или «потомок» человека, названного в основе. То есть Пеналюк — это «сын Пенала» или «человек из рода Пенала».

Самая прямая и правдоподобная версия — прозвище Пенал. В народной речи «пеналом» могли называть человека за какие-то внешние черты: худощавого, вытянутого, угловатого, или же того, кто что-то носил с собой, как в пенале. Второй вариант — прозвище по профессии или месту: «пеналом» в диалектах иногда называли мастера, делавшего пеналы или шкатулки, либо человека, жившего в узком, длинном помещении. Менее вероятна, но возможна связь с польским или белорусским словом «penał» (пенал, футляр), которое могло стать прозвищем чиновника или учителя, носившего такой предмет.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые закрепились в центральной России, Пеналюк — типичная фамилия западного славянского ареала. Встречается она редко, в основном на западе Украины (Волынь, Ровенская область) и в приграничных районах Беларуси. В России такая фамилия — почти всегда следствие миграции или переселения.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Пеналов, Пенальский) показывает, что корень «пенал» в фамилиях — явление штучное, не массовое. Это говорит о том, что прозвище было локальным и, скорее всего, давалось одному человеку, от которого и пошёл род. Написание фамилии устойчивое, без вариантов, что упрощает поиск предков.

По сословному происхождению судить сложно: фамилия не дворянская и не купеческая, а скорее крестьянская или мещанская, что типично для фамилий на -юк. Если ваши предки носили эту фамилию, искать их стоит в метрических книгах Волынской губернии конца XIX — начала XX века.