Фамилия Тарнасюк — характерный пример украинской модели фамилий на -юк. В украинской ономастике суффикс -юк (как и -чук, -ак, -ук) указывает на «сына» или «потомка» человека, чьё имя или прозвище легло в основу. Следовательно, Тарнасюк — это «сын Тарнаса» или «потомок Тарнаса».

Основа фамилии — прозвище или имя Тарнас. Самая вероятная версия связывает его с польским словом tarnina — «тёрн», колючий кустарник. В польском и украинском пограничье (Подляшье, Волынь, Галичина) прозвище Тарнас могли дать человеку с колючим, неуживчивым характером, либо тому, кто жил у зарослей тёрна. Возможно и происхождение от топонима: в Польше есть несколько сёл с названием Tarnas, Tarnawa — выходец оттуда мог получить прозвище Тарнас. Менее правдоподобна, но допустима связь с личным именем Тарас через диалектное чередование: в некоторых говорах «Тарас» звучало как «Тарнас», а суффикс -юк образовал фамилию от этой формы.

Географически фамилия Тарнасюк тяготеет к западу Украины — Волынской, Ровенской, Львовской областям, а также к юго-восточным воеводствам Польши (Люблинское, Подкарпатское). Это зона активного польско-украинского языкового контакта, что и объясняет польский корень в украинской по форме фамилии. Встречаемость фамилии невысокая — это редкая фамилия, не попавшая в массовые списки.

Сословно предки Тарнасюков, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Фамилии на -юк в массе своей сформировались в XVI–XVIII веках среди простого люда, не имевшего наследственных родовых имён. Дворянские фамилии на западе Украины чаще оформлялись суффиксом -ский. Таким образом, Тарнасюк — фамилия, указывающая на конкретного предка по имени или прозвищу Тарнас, жившего, вероятно, в пограничье украинских и польских земель.