Фамилия Цвитайло — один из тех случаев, когда ухо слышит украинский или белорусский говор, а глаз цепляется за редкий суффикс. В русских фамилиях преобладают -ов, -ин, -ский, а здесь — типично западнорусское окончание -айло, которое часто встречается в прозвищах и фамилиях на территории современной Украины и Беларуси. Суффикс -айло (как в фамилиях Ломайло, Стреляйло, Хватайло) обычно указывает на деятеля: он присоединялся к глагольной основе и обозначал человека по его характерному действию, часто с оттенком иронии или просторечия.

Основа фамилии — глагол «цвітати» (украинское «цвести», «расцветать») или его диалектный вариант «цвитать». В украинском языке «цвіт» — цвет, цветение. Соответственно, Цвитайло — это «тот, кто цветет» или «цветущий». Вряд ли это буквальное описание внешности (румянец, здоровый вид). Скорее, прозвище могло быть метафорическим: так называли жизнерадостного, веселого человека, который словно «расцветает» на глазах. Либо, что тоже вероятно, прозвище дали по роду занятий — например, тому, кто занимался цветами, садоводством, или даже красильщику тканей (от слова «цвіт» в значении «цвет»).

Встречается и версия, что корень может быть связан с польским «świtać» (рассветать) или «świt» (рассвет). Тогда Цвитайло — «рассветный», «тот, кто связан с утром». В пограничных западнорусских землях, где веками смешивались языки, такой переход звуков не редкость. Однако украинская основа надежнее: она хорошо вписывается в модель образования фамилий на -айло, распространенную именно в украинском и белорусском именослове.

Географически фамилия Цвитайло тяготеет к западным и центральным областям Украины, а также к югу Беларуси. В российских архивных записях она встречается редко и, скорее всего, принадлежит потомкам переселенцев с этих территорий. Это не дворянская и не крестьянская фамилия в сословном смысле — прозвища такого типа давали в среде казачества, мещанства и свободных земледельцев, где человека ценили за личные качества, а не за происхождение.