Фамилия Вагелюк — редкий пример украинской фамилии, образованной от имени или прозвища с помощью суффикса -ук. Этот суффикс в украинской ономастике указывает на «сына» или «потомка» (аналог русских -ов/-ев). Вагелюк буквально значит «сын Вагеля». Основа «Вагель» — скорее всего, вариант имени или прозвища, корни которого уходят в немецкую или польскую лексику. Самая вероятная версия: Вагель — это адаптация немецкого имени Wenzel (Вацлав), которое через польское посредство (Wacław, Wacek) могло превратиться в просторечное «Вагель». Второй вариант: прозвище Вагель от немецкого Wagen (повозка, телега) — так могли назвать возчика, мастера по ремонту телег или человека, чья работа была связана с гужевым транспортом. В польском языке есть слово wag (вес), но связь с ним менее убедительна — прозвища от «веса» встречаются реже, чем от имён или профессий.

Географически фамилия Вагелюк тяготеет к западным регионам Украины — Волыни, Подолью, Галичине. Именно здесь, на землях, входивших в Речь Посполитую, были сильны немецкие и польские влияния на антропонимию. Суффикс -ук в этих краях — один из самых распространённых патронимических показателей, но в сочетании с нетипичной основой он выдаёт не крестьянское, а скорее мещанское или ремесленное происхождение первого носителя. В отличие от массовых фамилий на -енко (восток Украины) или -чук (центральные области), Вагелюк — локальная, «штучная» фамилия, не размноженная в десятках сёл.

Попытки связать Вагелюка с тюркскими корнями (например, с «вага» — рычаг) или с литовским «vaga» (борозда) выглядят натяжкой: словообразовательная модель с суффиксом -ук чётко указывает на славянскую, а точнее украинскую, среду возникновения. Тюркские заимствования в основе маловероятны — для них характерны другие суффиксы (-ов, -ин). Так что перед нами типичный случай, когда фамилия хранит память о миграциях и культурных контактах: немецкое имя или профессия, пропущенные через польскую и украинскую языковые ступени, дали редкую, но прозрачную по строению фамилию.

В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках фамилия Вагелюк почти не встречается за пределами упомянутых западных губерний. Это говорит о том, что носители были немногочисленны и, скорее всего, принадлежали к одному роду, разошедшемуся по нескольким хуторам или местечкам. Сегодня фамилия остаётся редкой — её можно встретить в Украине, а также среди потомков эмигрантов в Канаде и США, куда в конце XIX — начале XX века выезжали крестьяне из Галичины.