Фамилия Просенюк в своей основе почти наверняка содержит прозвище Просяной, а оно, в свою очередь, связано с просом. Зерна этого растения толкли, чтобы получить пшено для каши, а сам обмолот в старину был делом трудоемким: снопы раскладывали на гумне и ездили по ним верхом на лошадях или волах, пока зерно не отделится от колосьев. Поэтому прозвище Просяной мог получить и тот, кто выращивал просо, и тот, кто его обрабатывал, и даже просто любитель сытных просяных блюд.

Формант -юк в фамилии типичен для западноукраинских и белорусских земель, где он указывал на сына или потомка человека: Просенюк — буквально «сын Просяного». Такая модель образования роднит фамилию с десятками других на -ук/-юк, распространенных на Волыни, Подолье и в Полесье.

Есть и вторая, более редкая версия. Некоторые носители фамилии могли получить ее не от прозвища, а от названия болгарского села Просена в Русенской области. В таком случае Просенюк — это указание на выходца из этого села. В пользу того, что фамилия бытовала в среде переселенцев, говорит и документальное свидетельство: в Книге памяти Ставропольского края упоминается русский крестьянин Просенюк Василий Федорович, родившийся в 1881 году в селе Казинка Курсавского района.

Обе версии не противоречат друг другу: фамилия могла возникнуть в разных местах независимо. Однако версия с прозвищем от проса выглядит более универсальной и вероятной: она не требует миграций и объясняет фамилию через обычное занятие предка. Топонимический след в виде болгарского села — скорее исключение, чем правило.