Фамилия Шамрайчук — яркий пример того, как украинская словообразовательная модель превращает прозвище в фамилию. В её основе лежит прозвище Шамрай, а суффикс -чук указывает на происхождение: «сын Шамрая» или «потомок Шамрая». Такая модель с суффиксом -чук (реже -ук, -юк) особенно характерна для западных и центральных регионов Украины, в первую очередь для Волыни, Подолья и Галичины.

Само прозвище Шамрай — тёмное и неоднозначное. Самая вероятная версия связывает его с диалектным глаголом «шамрати» или «шамріти», который в украинских говорах означает «шелестеть», «шуршать», «издавать глухой звук». Шамраем могли назвать человека с невнятной, тихой речью, бормочущего себе под нос, или же того, кто ходит неспешно, шаркая ногами. Менее убедительна гипотеза о связи с польским словом szamrać się — «суетиться», «копошиться»: она не объясняет распространённости прозвища именно в украинской среде.

Встречается также версия, что Шамрай — это вариант фамилии Шамрайло, где корень восходит к древнерусскому имени или прозвищу Шамрай, которое могло быть образовано от тюркского «шам» (свеча, светильник). Однако для украинской фамилии такая этимология менее характерна и считается спорной.

Географически фамилия Шамрайчук тяготеет к западу Украины, особенно к Хмельницкой и Винницкой областям. В России она встречается редко и почти всегда указывает на украинские корни рода. Социально носители фамилии — это в основном потомки крестьян или казаков, поскольку в XIX веке фамилии на -чук были массово распространены именно среди непривилегированных сословий. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Шамрайчук стоит в одном ряду с Шамраем (неизменённое прозвище), Шамрайло, Шамраевым (русифицированная форма) и Шамрайченко. Суффикс -чук выгодно отличает эту фамилию от других: он прямо указывает на регион происхождения и на патронимическую модель, где фамилия — не просто метка, а буквальное «чей ты сын».