Фамилия Витьков образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: от прозвища или имени через суффикс -ов, который указывал на принадлежность («чей?» — Витьков, то есть сын или потомок Витька). Основа здесь — Витько, уменьшительная форма личного имени Вит, Виталий или, что реже, Виктор. В народной речи такие «усечённые» варианты (Витя → Витько) были обычны: суффикс -к- придавал имени ласкательный или обиходный оттенок, а окончание -о (в северных и южных говорах) закрепилось как типичное для прозвищной формы.

Вторую, менее очевидную версию, предлагает диалектная лексика. В некоторых русских говорах «вить» или «витька» могло означать нечто извилистое, скрученное — например, извилистый ручей, заросли вьюнка или даже прозвище вертлявого, непоседливого человека. В этом случае Витько — не от имени, а от прозвища по характеру или месту жительства. Такая гипотеза правдоподобна, но уступает первой по частоте: подавляющее большинство русских фамилий на -ов всё же восходит к календарным или некалендарным именам.

Географически фамилия Витьков не привязана к одной области. В дореволюционных переписях она встречается и в центральных губерниях (Тверская, Московская), и на юге (Курская, Воронежская), что говорит о независимом возникновении в разных местах. Интересная деталь: в XIX веке форма Витьков могла писаться через «ф» — Витьковъ, но в некоторых документах встречается и вариант Витков (без мягкого знака), что отражает местное произношение: фамилию произносили то с твёрдым [т], то с мягким.

Сословный состав носителей типичен для «патронимической» фамилии: в основном крестьяне и мещане, реже — купцы или духовенство. Дворянских родов Витьковых в «Бархатной книге» нет, что неудивительно для фамилии, образованной от обиходной формы имени.