Фамилия Самейлюк — характерный пример украинской фамилии, образованной по патронимической модели, то есть от личного имени. В её основе лежит крестильное имя Самуил, которое в народной, бытовой форме звучало как Самейло. Это типичное для украинского языка смягчение и сокращение: Самуил → Самейло.

Разберём словообразовательную цепочку. К основе Самейл- добавляется суффикс -юк, который в украинской ономастике указывает на принадлежность, чаще всего на родство по отцу или по старшему в семье. Буквально Самейлюк — это «маленький Самейло», «сын Самейла». Такая модель (основа имени + -ук/-юк) чрезвычайно распространена на западе и в центре Украины, особенно на Волыни, Подолье и в Полесье. Фамилии на -юк (Бондарюк, Грицюк, Романюк) там встречаются едва ли не чаще, чем на -енко на востоке.

Само имя Самуил имеет древнееврейское происхождение и переводится как «услышанный Богом» или «имя Божье». В православных святцах оно известно с библейских времён, но в народной среде на Украине часто приобретало «опрощённые» формы: Самойло, Самейло. Фамилия Самейлюк закрепилась именно за такой разговорной, живой формой, а не за книжной.

Географически фамилия наиболее плотно представлена в западных областях Украины — Ровенской, Хмельницкой, Житомирской, а также в приграничных районах Беларуси. В России встречается редко, преимущественно как следствие миграций XX века. Носители фамилии, скорее всего, происходили из крестьянской или казачьей среды, где фамилии на -юк закреплялись за целыми родами и передавались по мужской линии без изменений.

Стоит отметить, что в написании фамилии возможна вариативность: в старых документах встречается Самейлюк и Самійлюк (через «і»), что связано с особенностями украинской орфографии разных периодов. Но корень остаётся неизменным — имя Самейло.