Фамилия Полудюк образована по модели, характерной для западноукраинских земель. Суффикс -юк типичен для фамилий Волыни, Подолья, Галичины и означает «сын» или «потомок» человека, названного в основе. Таким образом, Полудюк — буквально «сын Полудя». Сама основа «Полудь» — это, скорее всего, прозвище или вариант имени, восходящий к прилагательному «полудний» (полуденный, южный). В диалектах так могли называть человека, жившего к югу от поселения, или того, кто родился в полдень. Встречается и версия, что прозвище связано с занятием: «полудник» — работник на полуденном (южном) поле или пастух, пасущий скот в полуденную жару.

В отличие от более распространённых фамилий на -енко, модель на -юк указывает на несколько иной ареал бытования — преимущественно западные области Украины, а также приграничные районы Беларуси и Польши. В русском контексте фамилия Полудюк встречается реже, чаще всего как результат миграции или смешения населения. Интересно, что в некоторых говорах «полудь» могло означать не только «южный», но и «неполный» (от «пол-удня»), что в прозвище могло отражать невысокий рост или неполноту чего-то — например, «полудюжий» (неполной силы).

Сословная принадлежность первых носителей фамилии не зафиксирована в открытых источниках, но по модели образования можно предположить, что это были крестьяне или мещане. Дворянские роды с такой фамилией не известны, что также подтверждает её народное, прозвищное происхождение. В целом, Полудюк — фамилия, которая чётко привязана к западному славянскому ареалу и несёт в себе либо географическую, либо временну́ю характеристику предка.