Фамилия Вильшун — редкий случай, когда написание почти не оставляет сомнений в происхождении. Её основа — не славянская, а еврейская, и связана она с ашкеназской традицией образования фамилий от названий городов. Корень «Вильш-» восходит к топониму «Вильно» (историческое название Вильнюса, столицы Литвы). Суффикс «-ун» в данном контексте — не славянский уменьшительный, а идишский суффикс принадлежности или происхождения, аналогичный русскому «-ский». Таким образом, Вильшун буквально означает «виленский», «тот, кто из Вильно».

Модель образования типична для восточноевропейских еврейских фамилий конца XVIII — начала XIX века, когда в Российской империи и Австро-Венгрии начали массово присваивать фамилии по месту жительства. Носитель фамилии Вильшун — это, скорее всего, человек, чьи предки жили в Вильно или в окрестностях, и их прозвали по этому городу. Важно, что в идише и в местных говорах название города произносилось как «Вильнэ» или «Вильна», отсюда и корень «Вильш-», а не более привычное «Вильн-». Звук «ш» мог возникнуть под влиянием белорусского или польского произношения, либо как результат адаптации при записи фамилии чиновником.

В отличие от фамилий на «-ский», которые в славянской среде часто указывали на дворянское происхождение или владение землёй, фамилии на «-ун» в еврейской среде не несли сословного оттенка. Они фиксировали именно географическую привязку, причём нередко в упрощённой, разговорной форме. Поэтому предки Вильшунов могли быть ремесленниками, торговцами или раввинами — любая социальная группа, жившая в Вильно или переехавшая оттуда.

Встречается фамилия преимущественно на территориях бывшей черты оседлости: в Беларуси, Литве, на Украине, а также среди эмигрантов в Израиле, США и Аргентине. В России она крайне редка, что объясняется историей миграций. Интересно, что в польских записях можно встретить вариант «Wilszun» — с буквой «sz», что подтверждает литовско-польский ареал бытования. Споров о происхождении фамилии практически нет: альтернативные версии (например, от немецкого «wild» — дикий) не выдерживают критики, так как не объясняют характерный суффикс и отсутствие этого корня в немецкой антропонимии.