Фамилия Варфоломейчук — классический пример украинской патронимической модели, где суффикс -чук указывает на «сына» или «потомка». В основе лежит крестильное имя Варфоломей, которое пришло в русский и украинский языки из греческого через церковнославянскую традицию. Имя Варфоломей, в свою очередь, восходит к арамейскому «бар-Толмай» — «сын Толмая» или «сын вспаханной земли». Так звали одного из двенадцати апостолов, поэтому имя было распространено среди православных и католиков, особенно в западных регионах Украины и Беларуси.

Суффикс -чук (вместо более привычного для восточной Украины -енко) указывает на западное, волынское или галицкое происхождение фамилии. Варфоломейчук — это «сын Варфоломея». В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые образовывались от полной формы имени, украинские фамилии на -чук часто фиксировали прозвище или уличное имя отца, которое могло звучать как Варфоломей, Варфоломій или в просторечии Варфоломейко. Именно от уменьшительной формы Варфоломейко и пошла фамилия с суффиксом -чук: Варфоломейчук.

Географически фамилия Варфоломейчук наиболее частотна в западных областях Украины — Волынской, Ровенской, Львовской, а также встречается в пограничных районах Польши и Беларуси. Носители фамилии, как правило, были крестьянами или мещанами, так как патронимические фамилии на -чук закрепились в этих землях в XVII–XVIII веках, когда у простого люда не было наследственных фамилий, а использовали имя отца с указанием на родство.

С точки зрения словообразования, фамилия Варфоломейчук стоит в ряду таких же «апостольских» фамилий, как Матвейчук, Лукашук, Иванчук. Редкость фамилии связана с тем, что имя Варфоломей в народной среде было менее популярно, чем Иван или Пётр, и часто заменялось на более короткие формы вроде Варфоломей. В современной России фамилия встречается редко, в основном у потомков переселенцев с Западной Украины.