Фамилия Вильчик образована по модели, характерной для украинской и польской ономастики: суффикс -ик указывает на «малого» или «сына». То есть Вильчик — это «сын (или потомок) Вильчи». В основе лежит прозвище Вильча, и его происхождение трактуют по-разному.

Первая версия связывает прозвище с глаголом «вилять» — уклоняться, хитрить, не идти напрямую. В таком случае Вильчей могли прозвать человека уклончивого, изворотливого в разговоре или делах. Вторая версия опирается на украинский глагол «виличити» — высчитывать, отчислять деньги. Здесь прозвище могло стать профессиональным именованием: Вильчей называли казначея, счетовода или сборщика податей. Обе гипотезы имеют право на жизнь, но вторая точнее объясняет редкую основу «вильч-» именно в украинском контексте.

Географически фамилия тяготеет к западноукраинским и польским землям. Суффикс -ик в украинской традиции часто заменял русский -ов (ср. Шевченко и Шевцов). Поэтому Вильчик — не столько «сын Вильчи» в прямом смысле, сколько указание на родство с человеком по прозвищу Вильча. Со временем прозвище вытеснило личное имя и закрепилось в документах как наследственная фамилия.

В отличие от фамилий вроде Иваненко, где основа очевидна (Иван), Вильчик держится на прозвище, которое сегодня почти не встречается. Это делает фамилию редкой и сложной для однозначной этимологии.