Фамилия Вильнер — типичный пример фамилии, образованной от названия города. В основе лежит немецкий суффикс -er, который указывает на выходца из определённой местности: так же устроены фамилии Лейпцигер, Берлинер или Гамбургер. В данном случае корень указывает на город Вильна (историческое название Вильнюса, столицы Литвы). Вильнером, вероятно, прозвали человека, который переехал оттуда в другую местность, — так за ним и закрепилось прозвище.

Город Вильна известен с XII века, а в XIV–XV веках он стал крупным центром еврейской учёности и торговли. Поэтому фамилия Вильнер в основном встречается у еврейских семей, хотя по модели образования она чисто немецкая (немцы тоже активно пользовались этим суффиксом для обозначения земляков). В Российской империи фамилию фиксировали у евреев, живших в черте оседлости, а позже — у их потомков по всему Союзу.

В документах встречаются разные ветви Вильнеров. Например, в Книге памяти Красноярского края упомянут Абрам Яковлевич Вильнер, родившийся в 1904 году в деревне Байкаловая того же края. Это показывает, что к началу XX века носители фамилии жили уже далеко за пределами западных губерний. Другой пример — педагог Арнольд Ефимович Вильнер, родившийся в 1931 году в Харькове. Самый известный носитель фамилии — Меир Вильнер (1918–2003), израильский левый политик, один из основателей Коммунистической партии Израиля.

Фамилия не имеет отношения к русскому слову «вилы» или к профессии. Версия о связи с немецким willen (воля) или Wildner (лесничий) маловероятна: суффикс -er при таком значении образовывал бы фамилию от профессии, а не от топонима. География бытования и исторический контекст указывают именно на Вильну.