Фамилия Вилчёнкова — женская форма фамилии Вилчёнков, а та, в свою очередь, образована от мужского прозвища или имени Вилчёнок. С точки зрения словообразования, перед нами типичная «фамилия-притяжательное прилагательное»: суффикс -ов/-ев указывал на принадлежность кому-то («чей сын?» — Вилчёнков). Однако здесь есть особенность: суффикс -ёнок (в диалектах -онок) — это уменьшительная или «детская» форма, характерная для северных и центральных говоров Руси. В древности так называли молодых людей, детей или учеников. То есть Вилчёнок — это «маленький Вилко» или «сын Вилки».

Корень Вил- восходит к древнерусскому имени Вил, которое было широко распространено в дохристианской и раннехристианской Руси. Это сокращение от полных имён Вилодий, Вилорий (римского происхождения, от лат. vigor — «сила, бодрость») или же народная форма от Вильгельм (в западных регионах). Однако есть и более прозаичная версия: в рязанских, тамбовских и владимирских говорах «вилкой» называли вилы, а «вилком» — человека, который вилами сено ворошит, то есть крестьянина, занятого сенокосом. Прозвище Вилко мог получить и обладатель кривых, «вильчатых» ног или рук.

Географически фамилия Вилчёнков и её женская форма Вилчёнкова тяготеют к северо-востоку европейской части России — Вологодской, Архангельской, Кировской областям. Именно там суффикс -ёнок был особенно продуктивен. В XIX веке в метрических книгах Вологодской губернии встречаются крестьяне с этой фамилией, причём почти все — из одного уезда, что указывает на локальное происхождение от одного родоначальника. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые могли быть и дворянскими, Вилчёнковы почти поголовно — крестьянский род, без примеси духовенства или купечества.

Интересная деталь: фамилия сохранила мягкое окончание «-ёнков», а не твёрдое «-онков», как часто бывало при переходе в официальные документы. Это говорит о том, что носители фамилии долго жили в среде, где сохранялась живая народная речь, не вытесненная канцелярским «окающим» произношением. Таким образом, Вилчёнкова — это не просто «чей-то сын», а «дочь того, кого в деревне звали Вилчонком», и эта форма закрепилась именно в женском роде через замужество или наследование от отца.