Фамилия Протолюк — редкий для славянской ономастики случай, когда корень уходит в греческий язык, а суффикс — типично украинский. Основа фамилии — Протол-, восходящая к греческому слову «протос» (первый, главный). В православной традиции это имя нередко давали при крещении, подразумевая «первенца» или «первого в роду». В украинском языке имя Протол со временем обрастало уменьшительными формами, и Протолюк — это патроним, образованный с помощью суффикса -ук, который в западных и центральных областях Украины (Волынь, Подолье, Галичина) указывает на «сына» или «потомка». То есть Протолюк — это буквально «сын Протола» или «маленький Протол».

Географически фамилия привязана к западноукраинским землям, где суффикс -ук особенно распространён. В отличие от более частых Проценко или Протопопов, Протолюк не имеет отношения к церковным чинам (протопоп — старший священник). Смешение здесь маловероятно: Протопопов — фамилия из семинарской среды, а Протолюк — из крестьянской, где имя Протол могло быть мирским прозвищем, данным первому сыну. Встречаются варианты написания через «о» и «а» (Проталюк), но исходная форма с «о» считается основной.

Социальный контекст простой: предки носителя фамилии — скорее всего, крестьяне или мещане, получившие фамилию по имени отца. Никакого дворянского или казачьего ореола у Протолюк нет, если не считать того, что в некоторых реестрах запорожских казаков XVII века упоминаются люди с похожими основами (Протол, Протоленко), но это скорее совпадение. Фамилия нечастая, поэтому её носители — компактная группа, вероятно, из одного или нескольких соседних сёл на западе Украины.