Фамилия Тымонюк почти наверняка украинская по происхождению и западноукраинская по географии. Об этом говорит суффикс -юк, который в украинской ономастике обозначает «маленького» или «сына»: Тымонюк — это «сын Тимона». Ударение в такой модели обычно падает на последний слог.

Основа фамилии — имя Тымон. Это не каноническая церковная форма, а народный вариант. Скорее всего, здесь мы имеем дело с производным от крестильного имени Тимофей (с греческого — «почитающий Бога»). В украинских говорах имя Тимофей часто редуцировали до Тимон, а гласная «ы» вместо «и» — характерная черта некоторых западных диалектов, в частности волынских или подольских. Так что Тымонюк — это «внук» или «потомок» Тимофея.

Вторая, менее вероятная версия, связывает фамилию с польским словом tymon — старинное название растения тимьян, чабрец. В этом случае прозвище Тымон мог получить травник или человек, живший у зарослей чабреца. Но антропонимическая модель «от имени» в данном случае гораздо убедительнее: сотни украинских фамилий на -юк образованы именно от сокращённых крестильных имён (Иванюк, Павлюк, Степанюк, и Тымонюк стоит в этом же ряду).

Фамилия редкая, её носители в основном сконцентрированы на западе Украины — в Ровенской, Волынской, Тернопольской областях. Встречается и в приграничных районах Польши, в Подляшье, что подтверждает её западноукраинское происхождение. В России Тымонюков почти нет, единичные случаи — результат миграции XX века.

В дореволюционных записях фамилия могла писаться как Тымонюк, Тымонюк или Тимонюк — вариативность в передаче «ы»/«и» была обычным делом при записи со слуха польскими или русскими чиновниками. Но корень и суффикс оставались неизменными: перед нами типичная украинская патронимическая фамилия, указывающая на то, что предка звали Тымон, то есть Тимофей.