Фамилия Вилочкова — женская форма фамилии Вилочков, и её разговорное, неофициальное звучание. Если мы мужскую форму «Вилочков» анализируем, то сразу видим редкий суффикс -ов при основе на -чк. Такое сочетание встречается нечасто: обычно фамилии на -ов образуются от основ на твёрдый согласный (Петров, Козлов), а здесь основа «вилочк-» заканчивается на мягкое сочетание, что для русского словообразования несколько нестандартно. Это наводит на мысль, что исходное слово — не «вилка», а скорее уменьшительное «вилочка» (маленькая вилка) или даже прозвище Вилочка.

Самый прямой путь: фамилия происходит от прозвища Вилочка. В старину так могли назвать человека за внешность или манеру поведения — например, худого, «развилистого», с длинными пальцами, или же человека, который постоянно что-то «развивал», раздваивал в делах. Но есть и вторая, более конкретная версия: прозвище могло закрепиться за ремесленником, который делал вилки, или за торговцем этим товаром. Вилки в России начали входить в быт знати только в XVII–XVIII веках, а в крестьянской среде — ещё позже, поэтому носитель фамилии мог быть либо городским ремесленником, либо человеком, причастным к новомодной утвари.

Географически фамилия Вилочков (и Вилочкова) редкая, встречается в основном в центральных областях России, но без явной привязки к одному региону. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) подобные модели не выделяются отдельно, поскольку это единичный случай, а не массовая группа.

Интересно, что фамилия Вилочкова могла возникнуть и из искажённого написания: если предка звали, скажем, Виличков или Величков, то со временем буква «е» перешла в «и» под влиянием аканья или просто ошибки писаря, а затем появилось «о» в суффиксе. Однако версия с прямым прозвищем Вилочка выглядит правдоподобнее — она прозрачна и не требует дополнительных допущений.

Так или иначе, фамилия Вилочкова — не простая, с редкой словообразовательной конструкцией. Её носительницам стоит знать, что корень уходит в бытовую сферу: в столовый прибор или в характеристику человека, и что в русском ономастиконе это скорее исключение, чем правило.