Фамилия Вейльбах — одна из тех, что сразу выдают географические корни носителя. Это не русская фамилия по происхождению, а немецкая или еврейская (ашкеназская), образованная по типичной для немецкого языка модели: сложение двух основ. Первая часть — Weil, вторая — Bach. Вместе они буквально означают «белый ручей» или «светлый ручей». Слово weiss (белый) в диалектах могло редуцироваться до wei-, а Bach — это ручей, поток.

Такие фамилии в немецкоязычных землях давали по названию места жительства. Человек, живший у светлого ручья, получал прозвище, которое потом закрепилось за его детьми. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, немецкие топонимические фамилии часто не меняли окончания при переходе в другую языковую среду. Поэтому Вейльбах — это не адаптированный вариант, а исходная форма.

В Российской империи фамилия встречалась в основном среди немецких колонистов, которых приглашали при Екатерине II, и среди еврейского населения черты оседлости. У евреев фамилии часто были искусственными — их присваивали по указу 1804 года, и комиссии нередко брали за основу красивые немецкие слова или названия деревень. Вейльбах могла попасть в метрические книги как «красивая» фамилия, без прямой привязки к конкретному ручью.

В русском языке фамилия склоняется по мужскому роду: Вейльбах, Вейльбаха, Вейльбаху. Женский вариант не склоняется. Ударение, судя по немецкому произношению, падает на первый слог: Ве́йльбах, хотя в бытовой русской речи можно услышать и вариант с ударением на последний слог.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень сложный, без суффикса. Это так называемая «чистая основа», что характерно для западноевропейских фамилий. В русской ономастике такие фамилии стоят особняком — они не встраиваются в привычную систему патронимов и прозвищ, а остаются маркером миграции: предки носителя фамилии Вейльбах почти наверняка пришли в Россию откуда-то из немецких земель или из западных губерний, где жили немецкоязычные колонисты.