Фамилия Вительханов — одна из тех, что сразу выдают недавнее происхождение (в историческом смысле — не раньше второй половины XIX века) и нерусские корни. Её основа — не славянское имя или прозвище, а тюркское слово «витель» или «вительхан». Разберём по косточкам: суффикс -ов здесь стандартный, русский, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Вительханов). А вот корень — тюркский (скорее всего, казахский, татарский или башкирский). Слово «витель» (или «витал») в тюркских языках имеет значение «жизнь», «живой», «живущий» (от арабского «хаят» через тюркское посредство). «Хан» — титул правителя или почётное обращение. То есть буквально «Вительхан» — это «живой хан» или «хан жизни». Но в бытовой ономастике такие составные имена редко давали в прямом смысле. Скорее всего, это прозвище или пожелательное имя: родители желали сыну долгой, полноценной жизни, достойной хана. Либо это прозвище удачливого, «живучего» человека, которого в роду прозвали Ханом за властность, а уточнение «витель» закрепилось, чтобы отличать от других Ханов.

Вторая, менее вероятная, но возможная версия — искажение при записи. В метрических книгах и переписях XIX века фамилии часто записывали на слух. Исходная форма могла быть, например, «Вительханов» от «Витальхан» (с ударением на второй слог), где «Виталь» — это русифицированная форма имени Виталий. Тогда фамилия означала бы «потомок Виталия-хана» — странный гибрид, но в смешанной среде (русско-татарской) такое встречалось.

Географически фамилия редкая и точечная. Основные очаги — Оренбургская область, Башкортостан, Татарстан, а также северо-запад Казахстана (особенно Западно-Казахстанская и Актюбинская области). Связана она с казачьими или крестьянскими родами, которые имели тюркские корни, но приняли православие или жили в смешанных сёлах. В дореволюционных списках фамилия почти не встречается — это говорит о том, что она оформилась поздно, возможно, в советское время, когда паспортизация закрепила написание. Носители Вительхановых — потомки тех, кто в XIX веке носил личное прозвище или отчество Вительхан, а фамилию получили уже по отцу.

Интересная деталь: в отличие от более частых тюркских фамилий на -ов (Темирханов, Алтынханов), у Вительханова корень не связан с металлом или богатством, а с жизнью и статусом. Это редкий случай, когда в основе лежит абстрактное понятие, а не предмет или титул.