Фамилия Полешук — один из ярких примеров того, как географическая привязка становится родовым именем. Она образована от прозвища Полешук, которое давали жителю Полесья — обширной историко-этнографической области на границе современных Беларуси, Украины и Польши. В основе лежит слово «полесье»: лесная и болотистая местность, где люди занимались охотой, бортничеством и подсечным земледелием. Так что предок носителя этой фамилии, скорее всего, был выходцем из тех краёв, и его прозвали по месту жительства.

Суффикс -ук типичен для западноукраинских и южнобелорусских фамилий. Он указывает на принадлежность к роду или местности: Полешук — «сын полешука» или «человек из Полесья». Такая модель распространена в Волынской, Ровенской, Брестской и Гомельской областях. Встречаются варианты с другим ударением: Полещу́к (чаще у украинцев) и Полешу́к (у белорусов), что отражает диалектные различия.

В отличие от фамилий, образованных от профессий или личных имён, Полешук не говорит о занятии или характере конкретного человека — он сразу маркирует регион. Это роднит её с такими фамилиями, как Волыняк, Литвин, Подоляк. Интересно, что в самой Полесье фамилия могла закрепиться за пришлыми из других деревень: местные так выделяли переселенцев из соседних полесских урочищ.

В дореволюционных документах фамилия встречается в основном среди крестьян и мещан западных губерний Российской империи. После переселений XIX–XX веков Полешуки расселились по Сибири, Дальнему Востоку и Казахстану, но ядро по-прежнему остаётся на исторической родине. Встречаются и редкие написания через «о» — Полещук, но это уже результат адаптации к украинской орфографии.