Фамилия Витлюк — редкий пример, где суффикс -юк сразу указывает на географию. В украинской ономастике -юк — один из самых распространённых патронимических суффиксов (сын такого-то). Значит, предок носителя фамилии Витлюк был выходцем с территории современной Украины или юга Беларуси, где этот суффикс так же активен. Модель образования простая: к личному имени или прозвищу Витло прибавили -юк, и получилось «маленький Витло» или «сын Витло».

Самое сложное — основа Витл-. Вероятнее всего, она восходит к имени Викентий: в народной речи его могли сокращать до Витя, Витко, а далее — переосмысливать с суффиксом -л-, который иногда даёт прозвища (сравните: Ветла, но не по дереву, а от имени Вет — из Венедикт). Менее вероятная версия — связь с диалектным глаголом «витляти» (вилять, петлять). В украинских и польских говорах так могли назвать человека уклончивого, не прямого, но это прозвище, скорее, закрепилось бы в форме Витля, а не Витло.

Интересно, что фамилия Витлюк практически не встречается в центральных и восточных областях России — её ареал плотно привязан к западу: Волынь, Подолье, Галиция. В документах XIX века, например, в метрических книгах Волынской губернии, можно найти запись «Витлюк» именно как фамилию крестьянского сословия, что типично для украинских патронимов на -юк: они долго не имели закреплённой формы и фиксировались по отцу.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Витковский, Виткевич, Витченко — показывает, что все они происходят от одного корня (скорее всего, от имени Викентий или Вит), но различаются суффиксами по региону. Витлюк — самый «западный» вариант, в то время как Витковский чаще встречается у поляков и белорусов.