Фамилия Шатылюк — редкий случай, когда географическая привязка практически решает вопрос происхождения. Это типичная западноукраинская фамилия, образованная по модели, характерной для Волыни, Полесья и части Подолья. Суффикс -юк в этой системе значит «малый», «потомок» или «сын»: Шатылюк — сын или ученик Шатылы.

Исходное прозвище Шатыла, скорее всего, связано с глаголом «шатать» в его прямом значении — качать, расшатывать. В диалектах так могли назвать человека неуверенной походки, того, кто ходит вразвалку или покачивается при ходьбе. Реже — прозвище по характеру: непостоянный, «шаткий» в решениях, ненадёжный. В украинских говорах есть и слово «шатило» — тот, кто шатается без дела, бродяга. Но здесь суффикс -ыл-/-ил- даёт скорее орудийное или характеризующее значение: Шатыла — человек, который шатает (что-то или кого-то).

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным «шат» (куст, заросли) или с польским szata (одежда, наряд). В этом случае прозвище могло относиться к внешнему виду, но для фамилии Шатылюк такой корень спорен: польское влияние на Волыни было сильным, но форма «шат» в значении «одежда» в украинских говорах не закрепилась как основа для прозвищ.

Искать носителей фамилии стоит в первую очередь в Ровненской, Волынской и Житомирской областях Украины, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке — туда в конце XIX — начале XX века выезжали крестьяне из этих губерний. В России фамилия встречается точечно, без выраженного ареала.

Сословно предки Шатылюков — почти наверняка крестьяне или мещане. Фамилии на -ук/-юк в XVIII–XIX веках в Западной Украине были массовыми именно у непривилегированных слоёв, без привязки к шляхетскому статусу. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не зафиксировано.