Фамилия Талименюк — яркий пример того, как украинская словообразовательная модель «накрывает» прозвище или имя, делая его фамилией. Ключ к разгадке — суффикс -юк. В украинской ономастике этот суффикс (наряду с -ук, -чук) выполняет две функции: указывает на молодого человека, сына (буквально «маленький Талимен») или на выходца из определённой местности. Фамилии на -юк особенно часты на западе Украины, в Волынской, Ровенской, Житомирской областях, и Талименюк, скорее всего, родом оттуда.

Основа фамилии — Талимен — вызывает вопросы. Это не каноническое церковное имя, а скорее прозвище или искажённое имя. Самая правдоподобная версия: в основе лежит имя Тимофей (в народной форме Талимон, Талим). Украинские говоры часто смягчали и переставляли звуки: Тимофей → Талимон → Талимен. Менее вероятно, но возможно, что корень восходит к греческому «талассо» (море) или к слову «талисман», но для бытового прозвища это слишком книжно.

Таким образом, Талименюк — это «сын Талимена», то есть Тимофея. Предок носителя этой фамилии был, вероятно, крестьянином или ремесленником из западных регионов Украины, которого окружающие звали по отцу-Тимофею, а со временем это отчество закрепилось как фамилия. Фамилия редкая, что говорит о локальном происхождении — возможно, от одного конкретного рода в одном селе.