Фамилия Вайтюховская — женская форма фамилии Вайтюховский, которая принадлежит к распространённому типу польских и западнорусских фамилий на -ский/-цкий. Такие фамилии обычно указывали на географическое происхождение: их давали по названию поместья, хутора или местечка, где жил владелец. Основа Вайтюх- скорее всего восходит к личному имени Войтех (через диалектные варианты Вайтех, Вайтюх). Имя Войтех — западнославянского происхождения, от слов «вой» (воин) и «теха» (утеха, радость), то есть «утеха воинов». В Польше святой Войтех (Адальберт) — один из главных небесных покровителей, поэтому имя было очень популярно.

Фамилия Вайтюховский, а значит и Вайтюховская, могла образоваться от названия деревни Вайтюхи или Вайтюхово. Такие топонимы встречаются в Беларуси и на востоке Польши — например, деревня Вайтюхи есть в Гродненской области. Переселенец из такого места, получая фамилию по названию родного села, становился Вайтюховским, а его жена или дочь — Вайтюховской. Суффикс -овск- типичен для шляхетских фамилий Речи Посполитой, но носителями могли быть и крестьяне, и мещане: в XIX веке, после отмены крепостного права, такие «дворянские» окончания нередко давали при переписях всем жителям деревни.

Менее вероятная, но допустимая версия — происхождение от прозвища Вайтюх, которое могло означать «человек, похожий на Войтеха» или «слуга Войтеха». Однако модель на -ский всё же сильнее указывает на топонимическое происхождение. Встречается и вариант написания Войтюховская — с корневым «о» вместо «а», что отражает живые диалектные чередования.

С точки зрения словообразования, фамилия Вайтюховская — притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?» или «откуда?». Она не склоняется по родам (для мужчин — Вайтюховский, для женщин — Вайтюховская), что стандартно для этой модели. В русском языке ударение обычно падает на второй слог: Вайтю́ховская, хотя в польском произношении возможен акцент на предпоследний слог. География фамилии сегодня охватывает в основном западные регионы России, Беларусь и Украину, а также диаспору в странах Балтии.