Фамилия Вительская — это женская форма, а мужская — Вительский. Она принадлежит к распространённому в русском, украинском, польском и белорусском языках типу фамилий на -ский/-цкий. Такие фамилии часто указывали на географическое происхождение человека: их давали по названию местности, из которой человек был родом или которой владел.

Основа фамилии — топоним Витель, Витела, Вительск или Вителье. На карте есть несколько таких точек. В Беларуси существует деревня Витель в Поставском районе, а также урочище Вителье в Брестской области. В России встречается деревня Витель в Тверской области. В Польше есть село Witale (Вителе) в Мазовецком воеводстве. Человек, переселившийся из такого места, получал прозвище «вительский», то есть «тот, кто из Вителя». Со временем это прозвище закрепилось как фамилия.

Реже, но возможно, что в основе лежит не географическое название, а прозвище от диалектного слова. В некоторых говорах «витель» могло означать что-то вроде «витой», «извилистый» или относиться к названию инструмента (например, «витель» — приспособление для витья верёвок). Однако для фамилий на -ский топонимическое происхождение первично и статистически гораздо вероятнее.

Суффикс -ск- в таких фамилиях часто встречался у дворянских родов (по названию поместья), но в XIX веке стал массово присваиваться крестьянам и мещанам при переписях. Поэтому носительница фамилии Вительская могла быть как потомственной дворянкой, владевшей имением Витель, так и простой крестьянкой, чью семью записали по названию родной деревни.

Фамилия нечастая. Её можно встретить в основном в западных регионах России, в Беларуси и среди потомков переселенцев из этих земель. В написании возможны варианты Вительская и Вительска (в украинской традиции).