Фамилия Шмайлюков — одна из тех, где при кажущейся простоте корень сразу ставит в тупик. Ничего похожего на «шмай» в литературном русском языке нет, и это главная загадка. Разгадка, скорее всего, лежит не в славянских наречиях, а в тюркских или, что вероятнее, в немецком языке.

Если отбросить суффиксы -юк и -ов, остаётся основа «Шмайл». Здесь напрашивается параллель с немецкой фамилией Шмайль (Schmail) или её вариантами. В немецком диалектном слове «schmal» есть значение «узкий, худой, незначительный». Прозвище Худой или Узкий вполне могло закрепиться за человеком, а потом перейти в фамилию. Второй путь — от идиш «шмайл» (улыбка), но это менее вероятно для русской фамилии, так как суффикс -юк указывает на украинский или белорусский ареал, где еврейские фамилии обычно оформлялись иначе.

Сама модель образования — Шмайл-юк-ов — двойная. Сначала от прозвища Шмайло или Шмайль с помощью патронимического суффикса -юк образовали прозвание Шмайлюк («сын/потомок Шмайла»). Затем, при попадании в великорусскую среду, к основе добавили стандартный русский суффикс принадлежности -ов. Такая «накладка» суффиксов — верный признак того, что носители фамилии родом с украинских или белорусских земель, позже вошедших в состав Российской империи. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, и в дореволюционных списках могла писаться через «и» — Шмаилюков.

Встречается фамилия редко, преимущественно в южных областях России и на востоке Украины. Спорных версий немного: иногда её пытаются связать с «шмалять» (стрелять) или «шмаль» (конопля), но эти гипотезы слабы — суффикс -юк не характерен для отглагольных образований. Наиболее правдоподобно, что предок носителя этой фамилии был просто худощавым человеком, которого за глаза называли Шмайлом.