Фамилия Виленсон — одна из тех, что сразу выдают своё нерусское происхождение, хотя звучит она вполне привычно для уха. В ней нет славянских суффиксов -ов, -ин или -ский, зато есть характерный компонент «-сон», что по-шведски и по-норвежски значит «сын». Поэтому первая и главная версия: Виленсон — это патронимическая фамилия, образованная от имени или прозвища Виле с добавлением «-сон» (сын Виле). То есть предок носителя фамилии был сыном человека по имени Виле.

Откуда взялось имя Виле? Тут есть несколько вариантов, и самый вероятный — это сокращённая или диалектная форма от библейского имени Вильгельм (Wilhelm), которое в Скандинавии давало уменьшительные формы вроде Ville, Vile. В Швеции и Норвегии такие фамилии на «-сон» массово закреплялись в XVIII–XIX веках, когда крестьяне и горожане стали фиксировать родовые прозвания. Менее вероятная, но возможная версия — связь с немецким корнем «wild» (дикий) или с топонимом Виль (Vil), который встречается в Германии и Эстонии. Тогда Виленсон мог означать «сын человека из Виля».

Есть и третья, совсем редкая гипотеза: фамилия могла возникнуть в среде еврейского населения Прибалтики или Финляндии, где скандинавская модель фамилий не была редкостью. Там имя Виле могло быть формой от Вилен (Вильно — Вильнюс), и тогда Виленсон означал бы «сын выходца из Вильно». Эта версия уступает первой по правдоподобию, но полностью исключать её нельзя, особенно если семья жила в Латвии или Эстонии.

В России фамилия Виленсон встречается редко, чаще всего у потомков обрусевших шведов, норвежцев или прибалтийских немцев, которые переезжали в империю в XVIII–XIX веках. Массовой географической привязки нет — носители рассеяны по стране. Интересно, что фамилия не меняла форму при русификации: её не переделывали в Виленсонов или Виленцевы, оставив в исходном виде. Это говорит о том, что носители либо не стремились к адаптации, либо фамилия закрепилась уже в письменном виде в документах.

Словообразовательно фамилия проста: корень «Вилен» (от личного имени или прозвища) плюс суффикс -сон. Ударение, судя по аналогиям (например, Андерсон, Нильсон), падает на первый слог: Ви́ленсон. В русском языке иногда смещают ударение на последний слог, но это уже местная особенность произношения.