Фамилия Улянюк — характерный пример западноукраинской модели фамилий на -ук/-юк, которая означает «маленький» или «сын»: Улянюк — это сын Уляна. Такая модель особенно распространена на Волыни, в Галиции и на Подолье, где суффикс -юк присоединяли к основе имени отца, превращая отчество в наследственную фамилию.

В основе фамилии лежит имя Улян — народная, разговорная форма канонического имени Ульян (от латинского Iulianus — «Юлиев», то есть принадлежащий роду Юлиев). В украинской традиции имя Улян нередко бытовало наравне с Юліан, а в бытовой речи давало множество уменьшительных форм: Улянко, Уляник, Улянюк. Таким образом, первый носитель фамилии Улянюк был, скорее всего, сыном или внуком человека по имени Улян.

Словообразовательная модель на -юк в украинской ономастике — одна из самых продуктивных, и она почти не встречается у русских фамилий (там типичны -ов, -ев, -ин). Это сразу указывает на географию: Улянюки исторически живут в западных областях Украины — на Волыни, в Ровенской, Хмельницкой, Тернопольской областях. В России фамилия редкая и, скорее всего, появилась в результате миграций XIX–XX веков.

По социальному происхождению фамилия недворянская: такие фамилии на -ук/-юк получали в основном крестьяне и мещане, реже — казаки. В реестрах запорожского казачества XVII века подобные фамилии встречаются, но Улянюк среди них не фиксируется — это более поздняя, фамильная форма, закрепившаяся уже после отмены крепостного права, когда бесфамильные крестьяне получали фамилии по отцу.

В написании фамилии возможны варианты: Улянюк, Улянюк (с ударением на последний слог) и реже — Уляньюк (с мягким знаком, что встречается в польской передаче). В русском языке фамилия склоняется по правилам мужского рода: Улянюка, Улянюку, но женский вариант остаётся неизменяемым.

Однокоренные фамилии — Улян, Улянов, Улянков, Улянченко — показывают ту же основу, но с разными суффиксами. Улянюк среди них стоит особняком именно благодаря своему «сыновьему» суффиксу, который чётко указывает на украинскую традицию именования.