Фамилия Вильцын — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все остальные версии. При взгляде на неё сразу заметен суффикс -ын, который в русских фамилиях обычно указывает на принадлежность к матери или жене (как Марьин, Ильин). Но с основой «Вильц-» эта модель даёт сбой: в русском языке нет женского имени Вильца или Вильция, а мужское Вильц не встречается в святцах.

На самом деле Вильцын — это типичная фамилия немецкого или еврейского происхождения, русифицированная через добавление окончания -ин. Основа восходит к немецкой фамилии Wilz (Вильц) или её варианту Wilts. В немецком языке Wilz — это либо сокращение от имени Wilhelm (Вильгельм), либо топонимическая фамилия от названия места Вильц (Wilz) в земле Рейнланд-Пфальц. В Российской империи, особенно в Поволжье и Причерноморье, немецкие колонисты массово получали русские окончания: так Вильц становился Вильцыным, а его сын — уже Вильцын.

Есть и более прозаичная версия, связанная с польским или белорусским влиянием. В этих языках слово «wilca» или «wilc» могло означать «волчонок» (от wilk — волк). Тогда Вильцын — это «волчий», то есть прозвище человека, похожего на волка нравом или внешностью. Но эта версия слабее: в польской ономастике фамилии на -ын редки, а в русской среде такое прозвище дали бы скорее Волкову.

Самое любопытное — написание через мягкий знак. Вариант Вильцын, а не Вилцын или Вильцин, указывает на то, что фамилия фиксировалась в документах уже в XVIII–XIX веках, когда русская орфография требовала смягчения перед «ц». Если бы фамилия возникла в XX веке, её скорее записали бы как Вильцин. Так что предки носителя фамилии — скорее всего, немецкие переселенцы (ремесленники, колонисты) или, реже, поляки, перешедшие в православие и обрусевшие.