Фамилия Вархоляк несёт в себе украинский или польский след, причём с высокой вероятностью она указывает на географическое происхождение предка. В её основе лежит топоним — название какого-то конкретного села или местности, где жил основатель рода.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: суффикс -як типичен для западных регионов Украины (особенно Галичины) и юго-востока Польши. Он образует фамилии, указывающие на место жительства: «тот, кто из такого-то места». Основа Вархол- восходит к названию населённого пункта вроде Вархолы или Вархоля. Например, в Польше существует село Вархолы (Warchoły) в Мазовецком воеводстве, а в Беларуси есть деревня Вархолы в Брестской области. Соответственно, Вархоляк — это «житель Вархолов» или «выходец оттуда».

Менее распространённая, но допустимая версия связывает основу с личным именем или прозвищем. В старопольском языке слово warchoł означало «буян, смутьян, задира». Если фамилия образовалась от этого прозвища, то Вархоляк — это «сын Вархола», то есть потомок человека с беспокойным нравом. Однако версия с топонимом выглядит убедительнее, потому что суффикс -як в западнославянской традиции чаще прикрепляется именно к названиям мест, а не к личным именам (сравните: Березняк, Полесяк, Подоляк).

С точки зрения сословной принадлежности, носители фамилии Вархоляк, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Фамилии на -як в массе своей появлялись поздно — в XVIII–XIX веках, когда крестьянам давали фамилии по месту выхода, и они редко встречались у шляхты, которая предпочитала суффиксы -ский/-цкий.

Сегодня фамилия Вархоляк встречается в основном в западной Украине (Львовская, Тернопольская, Ивано-Франковская области) и среди потомков эмигрантов в Польше. В России она редка и, как правило, принадлежит людям, чьи предки переселились с запада во время советских переселений или после Второй мировой войны.