Фамилия Василюсова — редкий пример русского образования от литовского корня. Её основа — личное имя Василюс, которое представляет собой литовскую форму православного крестильного имени Василий. В литовском языке славянское «Василий» превратилось в Vasilius, а русская народная традиция адаптировала его как Василюс. Фамилию образовали по стандартной русской модели: к основе Василюс добавили притяжательный суффикс -ов- и окончание -а, указав на принадлежность женщине или дочери главы семьи. Мужской вариант — Василюсов.

Типичный суффикс -ов указывает, что фамилия сложилась в среде великорусского населения, но её корень выдает пограничное происхождение. Носители фамилии — потомки тех, кто жил на территориях, где веками пересекались русские и литовские земли: Смоленщина, Псковщина, Тверская губерния. Именно здесь литовские имена и прозвища легко входили в русский обиход, а затем закреплялись в фамилиях. В отличие от множества «литовских» фамилий на -ис или -ус, которые остались без изменений (например, Ляндаускис), Василюсовы прошли полную русификацию.

Встречается и другая, менее вероятная версия: основа могла произойти от прозвища Василюс, данного человеку с заметной внешностью или характером, напоминавшим «василёк» (цветок). Однако для русского уха «василёк» звучит как «васильковый», а не «василюсовый». Поэтому первая версия — от личного имени — выглядит убедительнее. Фамилия крайне редкая: по современным данным, в России её носит не более нескольких десятков семей, сосредоточенных в основном на северо-западе страны.