Фамилия Сердобрюк — один из тех редких случаев, когда прозвище складывается из двух корней, и её значение лежит на поверхности. Основа — «сердо-» и «-брюк». Первая часть очевидно связана с «сердце», вторая — с «брюхо» или «брюки». Но что именно означало такое сочетание?

Самая прямая и правдоподобная версия: Сердобрюк — это прозвище человека с большим, «сердечным» животом, то есть пузана. В русских говорах слово «брюк» (или «брюхо») часто обозначало живот, а «сердце» в переносном смысле могло указывать на что-то большое, выдающееся (сравните «сердечный друг» — близкий, но здесь скорее ироничное усиление). Таким образом, Сердобрюк — это «тот, у кого брюхо с сердце»: шутливое, но меткое прозвище, данное полному человеку.

Менее вероятна, но возможна связь с одеждой. «Брюки» — слово, заимствованное из нидерландского (broek) и вошедшее в русский язык не ранее XVII века. Если прозвище возникло поздно, «Сердобрюк» могло означать человека, носившего брюки с какой-то особой деталью в области сердца (например, с нашивкой или карманом). Однако для прозвищ такое уточнение слишком сложное, а «сердце» в значении «передняя часть» встречается редко.

Суффикс в фамилии нулевой — типичная модель для украинских и южнорусских прозвищ, которые перешли в фамилии без изменений (как Голод, Борода, Кривонос). Фамилия Сердобрюк почти наверняка имеет украинские корни: на Украине и в южных областях России такие «говорящие» прозвища были особенно распространены. Географически её можно встретить в Полтавской, Черкасской, Харьковской областях, а также в Краснодарском крае.

Среди однокоренных фамилий — Сердюк (от «сердюк» — казак наёмного полка, или от «сердце»), Сердобинцев (где «-бинцев» — суффикс принадлежности). Но Сердобрюк стоит особняком: в нём нет профессионального или социального намёка — только бытовая, почти карикатурная наблюдательность. Предок первого Сердобрюка, скорее всего, был человеком плотного телосложения, и его прозвище закрепилось за потомками без изменений, сохранив живую народную иронию.