Фамилия Вилейкиене — литовского происхождения, и её разбор стоит начать с суффикса. Окончание «-ене» — характерный признак женской фамилии в Литве. В литовской ономастике фамилии мужчин и женщин различаются: мужская форма обычно оканчивается на «-ас», «-ис» или «-ус», а женская — на «-ене» (для замужних женщин) или «-уте/-ите» (для незамужних). Таким образом, Вилейкиене — это фамилия замужней женщины, а её мужская основа — Вилейкис (Vileikis) или, возможно, Вилейка (Vileika).

Корень фамилии — «Vil-», который восходит к литовскому слову «viltis» (надежда). В этом случае Вилейкис — это патронимическая форма, образованная от имени Вилюс или Вилейка, которые в свою очередь являются сокращениями от полных имён вроде Вилюнас, связанных с понятием надежды. Другая версия отсылает к балтскому корню «vil-» со значением «волк» (ср. литовское «vilkas»), но в фамилии Вилейкиене это менее вероятно, так как для «волчьих» фамилий в литовском типичны формы вроде Вилкас или Вилкус.

Географически фамилия Вилейкиене и её мужские варианты встречаются преимущественно в Литве, особенно в северных и центральных районах — Жемайтии и Аукштайтии. В дореволюционных метрических книгах можно найти записи о крестьянах и мелких землевладельцах с такой фамилией, что указывает на её народное, а не дворянское происхождение. В русском контексте фамилия могла писаться как Вилейкис, а после русификации — с окончанием «-ов» или «-ин», но в современной Литве сохранилась оригинальная форма.

В Беларуси и Польше встречаются похожие фамилии — Вилейко, Вилейка, Вилейский, но они имеют иную словообразовательную модель: славянский суффикс «-ко» или «-ский». Литовская же Вилейкиене — яркий пример того, как фамилия сохраняет грамматический род и семейный статус, что редкость для русской ономастики, но норма для балтийских языков.