Фамилия Вилламова — одна из тех, где за привычным русским окончанием скрывается иноязычная основа. Её разбор упирается в прозвище или имя Виллам, но вот откуда оно взялось — вопрос с двумя разными ответами.

Первая версия связывает Виллам с немецким словом «will» — «шерстяной». Прозвище, скорее всего, было ироничным: так могли назвать человека с густыми волосами или того, кто профессионально работал с шерстью — обрабатывал её или торговал ею. В этом случае фамилия указывает на род занятий или внешнюю примету предка.

Вторая версия возводит Виллам к мужскому имени Вильгельм (англ. William, голл. Willem, нем. Wilhelm) — древнегерманскому составному имени со значением «волевой». Имя это было широко распространено в Европе, его носили императоры и короли. В русской среде оно могло трансформироваться в уменьшительную или бытовую форму Виллам, от которой и пошла фамилия.

Любопытный штрих: носитель этой фамилии Иоганн-Готлиб Вилламов (1736–1777) был немецким поэтом и педагогом, который в течение многих лет руководил немецкой школой в Санкт-Петербурге. Его пример показывает, что фамилия не была редкой в среде остзейских немцев и петербургских иностранцев.

Словообразовательная модель проста: к основе Виллам добавили типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»), а затем — женское окончание -а. Так фамилия органично вписалась в систему русских отчеств и прозвищных фамилий, хотя корень остался немецким.