Фамилия Полюсук — редкий пример восточнославянской фамилии, образованной от прозвища, которое, скорее всего, связано с географическим термином «полюс». Вряд ли предок был полярником или учёным: в народной речи XVI–XVII веков «полюсом» могли называть крайнюю точку, границу владений, межевой столб или даже отдалённый, глухой угол. Прозвище Полюс, а затем и фамилию Полюсук, мог получить человек, живший на окраине села, у границы общины, либо тот, кто занимался межеванием земли. Менее вероятная, но возможная версия — связь с польским или белорусским словом «polus» в значении «половина», «половинка» (например, в контексте долевого владения). Тогда прозвище могло указывать на совладельца участка или человека, делившего что-либо пополам.

Ключевая особенность фамилии — суффикс -ук. Это классический западноукраинский и южнобелорусский патронимический формант, означающий «сын» или «потомок»: Полюсук — буквально «сын Полюса». Такая модель распространена на Волыни, Подолье, в Галиции и на Брестчине, но почти не встречается в центральной России. Исходное прозвище Полюс, в свою очередь, могло быть и чисто прозвищным, и производным от крестильного имени Полиевкт (в просторечии Полюс, Полюшка). В последнем случае фамилия оказывается не топографической, а «церковной» по происхождению.

В дореволюционных переписях фамилия Полюсук фиксируется преимущественно в западных губерниях Российской империи — Волынской, Киевской, Подольской. После 1945 года часть носителей переселилась в восточные области Украины и в Сибирь, но основным ареалом остаётся историческая Волынь. Среди носителей фамилии встречаются и православные, и греко-католики — суффикс -ук не привязан к конфессии, а лишь к региону.

В написании возможна вариация через «ё» (Полюсюк), но основной вариант — через «у». Фамилия не склоняется по падежам как мужская, так и женская (кроме случаев, когда носитель — мужчина с русским отчеством, тогда в официальных документах иногда склоняют). Если сопоставлять с однокоренными фамилиями, то Полюсук стоит в одном ряду с Полюхов, Полюшкин, Полюшко, но отличается именно западноукраинским суффиксом, что сразу указывает на регион происхождения.