Фамилия Вильготский — редкий случай, когда географическая основа почти наверняка перевешивает любые другие варианты происхождения. Она образована по типичной для шляхетских и духовных фамилий модели с суффиксом -ский, который указывает на связь с местностью. Иными словами, предок носителя этой фамилии был либо родом из населённого пункта с похожим названием, либо владел им.

Корень «Вильгот-» скорее всего восходит к названию Вильгот (Wilgot) или Вильгота. Такие топонимы встречаются в исторических областях Польши и Беларуси — например, деревня Вильгот (Wilgot) в Мазовецком воеводстве. В основе названия лежит древнепольское слово «wilgotny» — «влажный, сырой». Так могли назвать болотистое место, низину у реки или селение, стоящее на сырой почве. Соответственно, фамилия Вильготский буквально значит «тот, кто из Вильгота», «вильготский».

Версия о происхождении от имени или прозвища менее вероятна. В польской ономастике существует личное имя Вильгот (от древневерхненемецкого Willigod — «желанный Богом»), но фамилии на -ский от имён образуются редко, обычно они указывают на дворянское поместье. Поэтому, если перед нами не случай поздней канцелярской русификации, перед нами — типичная «местническая» фамилия, характерная для мелкой шляхты или духовенства западных губерний Российской империи (современные Польша, Беларусь, Литва).

Написание фамилии — Вильготский, а не Вильгоцкий — тоже показательно. Сочетание «-тск-» выдает польский оригинал с твердым «t» (Wilgot + ski). В русской передаче «т» перед «ск» сохранилось, что говорит о достаточно поздней фиксации фамилии в документах, когда процесс адаптации уже не смягчал звук. Встречаются также варианты Вильгоцкий (с «ц» — результат упрощения в польском произношении) и Вильгодский (с «д» — ошибочное осмысление корня как «год»). Самый редкий вариант — с окончанием -ой (Вильготской), который мог закрепиться у крестьян после отмены крепостного права, когда фамилии записывали со слуха.

Фамилия не получила широкого распространения. В современных базах данных она фиксируется единично, в основном в центральной России и на Украине, что объясняется миграциями конца XIX — начала XX века. Носители Вильготских, скорее всего, потомки обедневшей шляхты или униатского духовенства, которые после разделов Речи Посполитой перешли на русскую службу или переселились вглубь империи.