Фамилия Виллер чаще всего указывает на немецкие корни. Её основа — мужское имя Виллер, которое сложилось из двух древнегерманских элементов: wil («желание, воля») и heri («армия, войско»). Называя сына Виллером, родители вкладывали в имя пожелание стать решительным воином, человеком с сильной волей. Вторая версия, более простая: Виллер мог быть сокращением от любого германского имени, начинавшегося на Wil- (например, Вильгельм или Вильбранд). В быту такие длинные имена нередко усекали, и прозвище Виллер закреплялось за человеком.

С точки зрения словообразования, фамилия Виллер нехарактерна для русского языка. В ней нет типичных славянских суффиксов (-ов, -ин, -ский), а сама основа осталась без изменений. Это говорит о том, что фамилия попала в русскую среду в готовом виде — скорее всего, с переселенцами из немецких земель. В XVIII–XIX веках в России оседало много немецких колонистов (ремесленников, врачей, военных), и их фамилии не русифицировались. Поэтому Виллер — пример фамилии, которая сохранила исходное звучание и не обросла дополнительными суффиксами.

Встречается фамилия редко, в основном у потомков немецких поселенцев в Поволжье, Прибалтике и крупных городах. Если предки носителя фамилии жили в России, стоит искать их в метрических книгах лютеранских приходов. Среди однокоренных фамилий — Вильгельм, Виллерс, Вильман. Отличает Виллер то, что она не указывает на профессию или место жительства: это чисто патронимическая фамилия по имени, а не по прозвищу.