Фамилия Вильчук — яркий пример восточнославянской модели фамилий на -чук, которая особенно распространена на западе Украины, в Беларуси и на юго-западе России. Суффикс -чук в этой модели означает «сын» или «потомок», то есть Вильчук — это буквально «сын Вилька». Основа Виль- — это, скорее всего, уменьшительная форма от крестильного имени Вильгельм (немецкого происхождения, в русской традиции иногда передавалось как Вильям или Виль). В западнорусских и украинских землях такие имена могли давать детям в честь святых или просто под влиянием католической традиции.

Однако есть и другая, более прозаичная версия. В некоторых говорах слово «виль» или «вила» означало не только сельскохозяйственный инструмент, но и кривое, изогнутое дерево, а также могло быть прозвищем человека с характерной походкой или внешностью (например, «вильнул» — пошел в сторону). В этом случае Вильчук — потомок человека, прозванного Вильком за какую-то особенность. Такая версия правдоподобнее, если учесть, что фамилия бытует в среде, где немецкие имена были редкостью, а прозвища по орудиям труда — обычным делом.

Географически фамилия Вильчук плотнее всего привязана к Волыни, Полесью и Брестской области. Встречается она и в Польше (Wilczuk), но там её чаще связывают с корнем «wilк» — волк, что даёт совсем другую этимологию. В русском контексте вариант с «волком» маловероятен, так как форма «Виль» не характерна для восточнославянского произношения слова «волк» (было бы «Волчук» или «Вовчук»).

Таким образом, предки носителя фамилии Вильчук — это либо человек по имени Вилько (уменьшительное от Вильгельм), либо обладатель прозвища Вилько, возможно, связанного с вилами или изогнутым предметом. Сословно фамилия не указывает на дворянство — она типично крестьянская или мещанская, возникшая в среде, где фамилии на -чук давали целыми деревнями в XVI–XVIII веках.