Pylyp Orlyk stammte väterlicherseits vermutlich von Nachkommen tschechischer Einwanderer (Orlik) ab, die während der Hussitenkriege nach Polen-Litauen geflohen waren. Sein Vater Stepan Orlik war Katholik und polnischer Armeeoffizier, der lange in der polnisch-litauischen Armee gedient hatte. Er wurde ein Jahr nach Pylyps Geburt in der Schlacht bei Chotyn getötet. Seine Mutter Iryna Malachowska stammte aus der christlich-orthodoxen, litauisch-weißrussischen Adelsfamilie Malachowski.