Фамилия Вилонова — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не прозвище, а почти наверняка профессиональное или социальное положение предка. Скорее всего, она образована от слова «вилон» — так в некоторых русских говорах называли того, кто вил верёвки, канаты, то есть канатчика или верёвочника. Прозвище Вилон давали мастеру, который занимался витьём, а суффикс -ов/-ев добавили, когда потомков записывали по отцу: «чей?» — Вилонов, то есть сын Вилона. Женская форма Вилонова закрепилась уже в документах как фамилия.

Ударение в фамилии чаще всего падает на второй слог — Вилóнова, хотя в некоторых семьях произносят с ударением на последний слог, по аналогии с фамилиями на -ов. Такое колебание встречается у редких фамилий, которые не обкатаны массовой речью.

Интересно, что корень «вил-» в русском языке дал целое гнездо родственных фамилий: Вилов, Вилин, Вилюнов, Виляев. Все они отталкиваются от глагола «вить» и обозначают либо действие (витьё), либо предмет (вилы, вилка), либо человека по занятию. Вилонова стоит в этом ряду особняком: суффикс -он указывает на конкретное орудие или результат труда — то, чем вили или что свито. Это не просто «тот, кто вьёт», а «тот, кто работает с вилоном», то есть с верёвкой или канатом.

Географически фамилия встречается точечно — в основном в центральных областях России и на севере, где было развито кустарное производство верёвок и канатов для речного и морского дела. В дореволюционных переписях носители фамилии записаны чаще среди крестьян и мещан, что подтверждает ремесленное происхождение: верёвочное дело было мужским промыслом, передававшимся по наследству.

Других версий происхождения, например от имени Вилон (гипотетического варианта греческого Филон), нет серьёзных оснований — ни в святцах, ни в народных именниках такого имени не зафиксировано. Так что фамилия Вилонова — это прямая отсылка к ремеслу, которое кормило род на протяжении поколений.