Фамилия Вительханова — яркий пример того, как русская словообразовательная модель «переплавила» имя восточного происхождения. Её основа, скорее всего, восходит к мужскому имени Вительхан (или Виталхан), которое состоит из двух частей: арабского «витал» (жизнь, жизненный) и тюркского «хан» (властитель, правитель). Таким образом, имя-основа буквально означает «жизнь хана» или «живущий, как хан», что в доисламской и раннеисламской ономастике было почётным пожеланием долголетия и могущества.

Фамилию образовали по стандартной русской модели: к основе добавили суффикс принадлежности -ов, а затем — типичное женское окончание -а. В таком виде фамилия закрепилась за женщиной, тогда как мужской вариант — Вительханов. Суффикс -ов указывает на то, что предок носителя фамилии был сыном или потомком человека по имени Вительхан. Подобные фамилии — признак позднего, послемонгольского периода, когда тюркские имена активно входили в обиход русских служилых людей, а затем и крестьянства.

Географически фамилия тяготеет к регионам с сильным тюркским и кавказским влиянием: Дагестан, Чечня, Ингушетия, а также Татарстан и Башкортостан. Встречается она и у ногайцев, и у кумыков. В русских метрических книгах XIX века она практически не фиксируется — это говорит о том, что массовое закрепление фамилии произошло уже в советское время, при паспортизации.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий на -ов, которые происходят от прозвищ или профессий, Вительханова имеет «княжеский» корень (хан). Однако это не значит, что предки были знатными людьми. В народной среде имя «хан» нередко давали как ласкательное или уважительное прозвище младшему сыну, крепкому мужчине или просто ребёнку, которому желали удачи. Поэтому прямой связи с титулом здесь нет — скорее, это память о семейном прозвище, которое со временем стало фамилией.