Фамилия Потеляк — одна из тех, что вызывает вопросы уже на уровне произношения. Корень здесь неочевиден, а суффикс -як сразу выдаёт украинское или южнорусское происхождение. В украинской ономастике суффикс -як (как и -ук, -чук) часто указывает на принадлежность или родство: Потеляк — это, скорее всего, «сын Потеля» или «человек, имеющий отношение к Потелю».

Что такое «Потель»? Самая прямая версия — от слова «потіль» или «потіл», которое в украинских говорах может означать «потолок», «чердак» или «настил». В этом случае Потеляк — прозвище человека, жившего под одной крышей, либо того, кто занимался плотницкими работами по устройству перекрытий. Менее очевидная, но возможная связь — с глаголом «потіти»: прозвище Потель могли дать работящему человеку, который «в поте лица» добывал хлеб.

В польском языке существует слово «potel» (уменьшительное от «pot» — пот), что также не противоречит версии о прозвище по физиологическому признаку. Однако географически фамилия Потеляк тяготеет к западноукраинским землям (Волынь, Галичина) и к югу Беларуси. В этих регионах фамилии на -як особенно часты: достаточно вспомнить массу фамилий вроде Гончарук, Ковальчук — и Потеляк стоит в том же словообразовательном ряду.

Встречаются варианты написания с одной «л» (Потеляк) и с двумя (Поттеляк), но двойная согласная — скорее результат адаптации в польской или немецкой записи. В русском языке фамилия закрепилась в форме Потеляк, утратив возможную мягкость конечного согласного.

Таким образом, Потеляк — фамилия-прозвище, возникшая в среде украинского или смешанного украинско-белорусского населения. Предки носителя этой фамилии могли быть плотниками, крестьянами или просто людьми, получившими меткое бытовое прозвище. Дворянских корней у неё, скорее всего, нет — это фамилия крестьянская или мещанская, каких тысячи на западе бывшей Российской империи.