Фамилия Желобюк образована по типичной восточнославянской модели с суффиксом -юк, который характерен прежде всего для украинской и белорусской ономастики. Он указывал на принадлежность к роду: Желобюк — буквально «сын Желоба» или «потомок человека по прозвищу Желоб». В польских и западноукраинских говорах встречается параллельная форма Желобчук с тем же значением.

Основа фамилии — прозвище Желоб. В русских говорах так называли человека по сходству с одноимённым предметом: длинным и узким углублением, каналом для стока воды, который выдалбливали в бревне или сворачивали из листового железа. Прямых указаний на ремесло прозвище не даёт, но можно предполагать, что предок Желобюков мог быть плотником, делавшим такие жёлоба для крыш и водостоков, либо копать сточные канавы. Однако народная фантазия нередко давала прозвища по внешности: высокого худощавого человека с вытянутым лицом тоже могли прозвать Желобом — из-за сходства силуэта с длинным корытом.

В официальных документах прозвище постепенно вытеснило крестильное имя, закрепившись как наследственное. Фамилия Желобюк редкая, её основная зона бытования — Западная Украина (Волынь, Ровенская область) и прилегающие районы Беларуси. В польских метриках встречается вариант Żołobiuk, что отражает местное произношение. Однокоренные фамилии — Желобов, Желобин, Желобков — распространены шире, но суффикс -юк сразу выдает юго-западное происхождение этой ветви рода.

Если опираться на словарь украинских фамилий, модель на -юк массово формировалась в XV–XVII веках, когда закреплялась фамильная традиция среди крестьян и казаков. Значит, род Желобюков мог сложиться именно в этот период. Точных сведений о сословной принадлежности нет, но характер прозвища и ареал указывают на крестьянскую или ремесленную среду.