Фамилия Виельгорский — одна из тех, что сразу выдают польское или западнорусское происхождение, причём не крестьянское, а шляхетское. Её основа — топоним, то есть название места, а не прозвище или имя. Такие фамилии на -ский/-цкий в старой Речи Посполитой получали владельцы имений или выходцы из конкретного села.

Корень «Виельгур» или «Вельгур» восходит к польскому «wielgór» — «великая гора» или «большой холм». Сравните с «Wielki» (великий) и «góra» (гора). Скорее всего, существовало поселение Виельгуры или Виельгурка, от которого и пошла фамилия. Географически такие названия встречаются на востоке современной Польши, в Мазовии и на Подляшье, а также в западных областях Беларуси и Украины, где исторически жила польская шляхта.

В русском языке фамилия закрепилась в форме Виельгорский (через «ие») из-за особенностей передачи польского написания Wielhorski. Именно так, через «h», писали её сами носители, и это указывает на «шляхетское» произношение, где «g» перед гласными смягчалось. Вариант Вельгорский встречается реже и считается упрощённой формой.

Самая известная ветвь рода — графы Виельгорские, которые в XVIII–XIX веках играли заметную роль в культурной жизни Российской империи. Матвей Виельгорский был виолончелистом и меценатом, его брат Михаил — музыкальным критиком и другом Глинки. Их происхождение — из старинного польского рода, владевшего землями на Волыни. Но не стоит думать, что все Виельгорские — дворяне. Фамилия могла возникнуть и у крестьян, переселившихся из одноимённой деревни, просто в таком случае она осталась бы менее документированной.

Таким образом, фамилия Виельгорский — типичный пример «географической» фамилии, указывающей на место жительства или владения предков. Её редкая орфография с «ие» — прямой маркер польской письменной традиции, что сразу отличает её от похожих русских фамилий вроде Вельского или Вельяминова.