Фамилия Пестинюк — яркий пример восточнославянской модели фамилий на -ук/-юк, распространённой преимущественно на западе Украины, в частности на Волыни, Подолье и в Полесье. Суффикс -юк в этой традиции указывал на принадлежность: сын или потомок человека, названного в основе. Таким образом, Пестинюк — это «сын Пестина» или «потомок Пестина».

Корень здесь — Пестин-. Само слово «пестин» в русском языке не встречается, но его можно связать с диалектным или древним прозвищем. Наиболее вероятная версия — происхождение от слова «пест» (пестик), которым толкли что-либо в ступе. Прозвище Пест или Пестин мог получить человек, занимавшийся толчением зерна, либо обладавший коренастой, плотной фигурой — как пест. В украинском языке слово «пест» также означает «пест», и фамилия Пестинюк могла возникнуть из профессионального прозвища мельника или работника на крупорушке.

Менее распространённая, но возможная версия — связь с личным именем Пестя, которое могло быть производной формой от христианского имени Спиридон (через форму Пестя из Спестя) или от Пётр (Петя → Пестя). В таком случае Пестинюк — это «сын Пестя», то есть потомок человека по имени Пестя. Однако эта гипотеза уступает первой по вероятности: суффикс -ук/-юк в украинской ономастике чаще цеплялся к прозвищам, чем к уменьшительным формам имён.

Географически фамилия Пестинюк встречается почти исключительно в Украине — в Житомирской, Ровенской, Хмельницкой областях. В России она редка и обычно является следствием миграции с запада. В написании возможны варианты с буквой «ы» — Пестынюк, что отражает местное произношение, но основной вариант закрепился с «и». Фамилия не относится к дворянским или старинным аристократическим — её носителями были крестьяне и мещане, чьё прозвище закрепилось в документах XVIII–XIX веков при фиксации фамилий.